数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的应用

以北京地铁火灾为典型对象,对地铁火灾的烟气流动规律与控制以及人员疏散进行了数值模拟分析,并将结果应用于地铁火灾应急预案的编制中.同时,采用虚拟现实技术,对应急预案及演练进行了动态仿真.阐述了数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的重要作用,提出了基于数值模拟和仿真的地铁火灾应急预案性能化设计的新思想,对深化地铁火灾防灾减灾的研究有一定意义,为构建地铁火灾防灾减灾系统提供了必要的技术支持.     

基于Pathfinder和虚拟现实的民用机库应急疏散仿真

为了预防机库火灾严重威胁人们的生命安全,且为火灾疏散研究提供更好的实验平台,本文基于Pathfinder建立大型民用机库的疏散仿真模型,根据真实人体参数设置人员性别、身高、肩宽、移动速度等属性,通过计算机模拟得出人员疏散路径和疏散时间,并参照Pathfinder模拟结果选用Unity3D引擎进行虚拟现实环境搭建、交互设计和Agent模型的构建,开发机库虚拟现实应急疏散仿真系统。在群体疏散模拟子模块中模拟8种不同起火位置的疏散情况,并在单人疏散演练子模块中,邀请10位测试者,在机库虚拟环境中选取6个不同的初始位置,进行了5轮疏散测试,结果表明：虚拟现实环境中的模拟结果与Pathfinder模拟结果接近,验证了虚拟现实疏散仿真系统模拟的有效性;单人疏散演练中测试者经过两到三轮练习,疏散时间明显缩短并趋于稳定,验证虚拟现实疏散演练系统可帮助用户提升应急疏散能力。     

基于CFD技术的地铁站台火灾通风模式优化

为了优化地铁站台火灾通风系统,应用标准κ-ε双方程模型湍流模型,建立人员安全疏散判定条件和通风方案优化控制模式;对比无火源状态下的速度实测值和模拟值,结果显示,所建立的数学模型是可靠的;实例分析结果表明所建立的基于CFD技术的地铁站台火灾通风系统优化模式在工程应用上是可行的.该结果对地铁站台火灾通风模式合理性的评价及优化提供了理论依据.     

地铁车辆火灾乘客逃生系统研究

随着城市化进程的加快,地铁已经发展成为城市中必不可少的重要交通工具,其凭借强大的运载能力,能够应付城市中复杂的环境。地铁车辆机电设备种类繁多,如果没有做好定期的安检工作,将会在运行过程中留有较大的火灾安全隐患,加之出现火灾后若没有配备完善的逃生系统,会对乘客人身安全构成极大的威胁。该文在分析地铁车辆存在的火灾安全隐患原因、火灾特点和危害以及火灾扩散特点后,提出了关于地铁车辆火灾乘客逃生系统的几点意见。     

虚拟现实技术模拟演习项目的可行性研究

一般来说,进行模拟演习是为了考验这个地区对突发性事件的应急能力和素质。但是在演习过程中,现场的观摩者离事发地太近就会有不安全的因素,离得太远又不能很好的进行观测,由于要考虑到观看者在观看整个演习过程的完整性,又要照顾到观看者与事故发生地点的安全距离,于是应该考虑一种安全有效的方法来观摩以辅助该项目的有效进行。     

地铁车站火灾安全疏散评估

本文针对地铁火灾的特点,以北京地铁一、二号线为例,建立了地铁发生火灾的模型。通过对地铁发生火灾时车站的人员安全疏散作了计算评估,得出人员疏散总时间838.5s左右,大于临界安全时间的结论。     

地铁列车火灾安全疏散研究

为了研究地铁列车的火灾安全疏散性能,利用Pyrosim火灾数值模拟软件,结合真实材料的物理化学参数,对地铁火灾的毒害气体和能见度分析,确定满载乘客的单节车厢应满足的最低转移时间。模拟地铁火灾真实的疏散场景,进行大规模疏散演练实验,探讨了人群实际转移时间和相关注意事项。利用Pathfinder疏散模拟软件,针对站台疏散和隧道疏散进行了比较分析。     

基于情景构建与推演的企业应急能力评估

在企业的应急管理过程中,为满足实时应急决策需求,需要对企业的应急能力进行评估.首先,从应急预防、应急准备、应急响应、应急恢复四个阶段梳理得出一般企业的应急能力评估指标体系;其次,将所有应急能力评估指标取其乐观状态作为企业应急情景的基本事件;最后,综合采用交叉影响分析法和解释结构模型法对企业的应急情景进行构建和推演.研究...     

基于HHM-RFRM的地铁隧道施工安全风险情景识别

现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性,在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别,因而具有一定的局限性.引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling,HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management,RFR...     

站厅两侧楼梯对火灾烟气流动影响的实验研究

当地铁站的站厅发生火灾时,连接地面与站厅的楼梯就成为了空气进入站厅和火灾烟气流向地面的唯一通道.在这些楼梯之间存在着对火灾烟气的竞争,竞争的结果是站厅一侧的楼梯成为烟气的出口,而另一侧的楼梯则成为空气的入口.为了了解这种烟气竞争现象的机理,首先分析了烟气在流动过程中受到的驱动力和阻力,然后研究了火源位置和楼梯截面尺寸对驱动力和阻力的影响,并在一1/8尺度的实验台上进行了实验验证.理论分析及实验研究结果表明,烟气竞争现象是浮力和空气流阻力共同作用的结果.该研究成果可为地铁站发生火灾时人员疏散应急预案提供科学依据.     

基于E-LVC技术的重大综合灾害耦合情景推演方法

面向大规模耦合灾害,提出了一种基于增强的真实操作、虚拟模拟、构造模拟(E-LVC)技术的重大综合灾害耦合情景推演方法,并研发了基于E-LVC的灾害救援机器人、大型实验装置、仿真和数据系统的动态交互技术.在耦合灾害场景下,救援机器人进入灾害现场,实时高效探索灾情现场环境并获取前线现场数据,基于E-LVC的动态交互技术实时...     

地铁火灾数值模拟研究综述

由于运行、安全等因素的限制,以及技术手段的局限,地铁隧道与车站的火灾预测更多地借助数值模拟结果而制定．本文从火灾模拟新近发展、建模、边界条件、火灾荷载及应用软件等关键点综述最新火灾模拟技术的发展,汲取有益经验,为地铁火灾有效防控提供更为准确的技术手段．     

地铁火灾应急响应虚拟演习平台设计

研究了虚拟现实技术在隧道火灾应急响应上的应用.以超级计算机为工具,集成人工智能技术、虚拟技术(VR)、动态仿真建模技术和高性能计算技术,对上海地铁一号线某站的火灾应急响应虚拟演习平台进行架构设计,用火灾动态模拟器(Fire Dynamic Simulator,FDS)对该地铁场馆进行建模和仿真,在此基础上创建了一个实时交互式的火灾应急响应的虚拟场景,并对平台完善设计提出改进方向.     

基于情景演变和突变级数的海底隧道火灾应急资源评价

为了研究海底隧道火灾情景应急资源评价问题,以翔安海底隧道为例,基于隧道火灾情景演变机理与流程分析,建立火灾事故情景演变分析模型.选择特征情景演变路径并抽取关键情景,构建关键情景应急资源评价指标体系,确立模型方法与步骤,建立基于突变级数的海底隧道火灾情景应急资源评价模型.最后,以客车火灾事故为例,对模型进行验证应用,为海底隧道火灾应急资源评价提供一种新方法.     

基于Multi-Agent系统的土地利用情景模拟

以常州市新北区为研究区,运用多智能体空间建模方法,利用Eclipse和Swarm平台,对研究区不同情景下2006—2020年的土地利用情况进行了模拟,为区域规划决策和土地利用调控提供辅助技术支持。研究结果表明:经济社会快速发展情景中城镇化速度较快,城乡用地转换明显,农村居民点整治力度较大;经济社会中速发展情景中城镇用地空间扩张和人口增长都减缓速度,耕地资源的流失得到一定程度的控制;经济社会慢速发展情景中城乡用地变化速度明显放缓,耕地资源流失得到有效控制。多智能体模型突出考虑了土地利用过程中相关主体行为对土地利用变化的影响,并在建模过程中融合了土地利用情景分析,模型构建适用性强,可以较好地模拟不同情景下的土地利用变化情况。     

地铁车站人员疏散模拟试验研究

地铁作为大型城市的首要交通工具,有效地解决了城市的拥堵问题,但由于其内部空间封闭,客流量大人员密集,一旦发生火灾,安全疏散成为一大难题。该文利用Pathfinder人员疏散仿真平台,结合实际轨道交通车站模型,对车站的建筑结构、疏散参数等进行设置,建立不同的地铁站疏散场景。综合考虑人群的性别分布、年龄分布等因素,对疏散模拟整个过程进行计算分析,研究了人员在地铁车站安全疏散的特性。     

应急系统中逃生与疏散策略的研究

介绍了应急机构选址和人员车辆等逃生与疏散策略,分析了目前该领域的研究进展.考虑到逃生/疏散问题存在很多不确定因素,通常需要在冲突环境下做出决策,所以在很大程度上它涉及到多种因素的相互作用.文中对有多个安全出口的逃生/疏散问题提出了一种微分对策方法,将逃生个体作为一个动态系统,看成微分对策局中人的一方,同时将不确定因素看作局中人另一方.通过构造捕获区和逃逸区的Hamilton函数得到二目标微分对策的解.     

基于动态贝叶斯网络的非常规突发灾害事故情景推演

针对非常规突发灾害事故演变路径不清晰,演变过程及发展态势复杂,应急决策主体在应急救援过程中很难做出正确决策的现状,在分析非常规突发灾害事故情景演变规律的基础上,基于情景状态(S)、处置目标(T)、处置措施(M)和自身演变(E)四个要素分析了非常规突发灾害事故情景演变的路径,基于动态贝叶斯构建了非常规突发灾害事故动态情景网络,并利用联合概率公式进行相应节点变量的状态概率计算,实现了非常规突发灾害事故的关键情景推演.以大连"7·16"油库爆炸火灾事故为例,演示了非常规突发灾害事故的情景推演流程及关键技术,并对情景推演的结果进行了分析.推演结果表明:事故按输油管线爆炸→油罐爆炸起火→原油泄漏、污染海域的路径演变;其中,输油管线爆炸出现的概率为90.2%,T103罐爆炸起火出现的概率为84.1%,原油泄漏、污染海域出现的概率为80.3%,推演结果与实际灾害事故的情景发展状态基本一致,证明了该方法的合理性和可行性.     

智能化消防应急疏散逃生指示系统研究

现代建筑高层化、多功能化、大型化以及复杂化,促使智能化的消防应急疏散逃生将成为减少人员伤亡的必然趋势.本文尝试结合性能化防火的思想,通过对上海宝星公司所生产的智能消防应急疏散逃生指示系统进行分析,提出了"分级报警"、"多级判断"的思想,并在此基础上,提出新的智能化消防应急疏散逃生指示系统的方案.     

基于FDS和Pathfinder的地铁车站人员疏散研究

为减小地铁火灾对人员生命财产所造成的损失,基于对地铁火灾的特点和危险因素,以及人员疏散仿真中主观和客观影响因素的分析结果,提出基于FDS(Fire Dynamics Simulator)和Pathfinder的地铁车站人员疏散决策分析方法,并以武汉市轨道交通五号线司门口地铁车站为研究背景,建立了FDS火灾仿真模型和Pathfinder人员疏散仿真模型。在FDS火灾仿真中,分别从烟气温度、CO浓度和能见度三个方面确定了各危险位置的可用安全疏散时间。在此基础上基于Pathfinder进行人员疏散仿真,主要从人员逃生率、可用安全疏散时间利用率等方面对其结果进行分析。通过改变仿真中的待疏散人员数量和火源功率,探究了该车站的人流量容纳能力和火源功率容纳能力,对地铁火灾疏散具有一定的参考价值。