基于回归分析的应急疏散时间模型优化应用

 为了提高国际上通用的疏散时间模型(简称经验模型)的预测精度和应用价值,以某高校疏散案例为研究基础,通过调查采样建立185组数据的实测样本。结合影响人员疏散行为和疏散时间相关因素,运用统计软件SPSS 17.0对样本进行回归分析,建立疏散时间回归模型。以回归模型为基础,将个体属性综合为群集属性,求取修正系数并对经验模型进行修正、检验。最后运用优化模型,对某高校体育馆工程消防疏散性能化设计方案进行改进。结果表明,经验疏散时间模型缺乏考虑群集属性对疏散效率的影响,其运用具有一定条件约束;利用修正系数对经验疏散时间模型进行修正,将提高模型仿真度,有利于对性能化消防方案的评价和改进。     

基于动态情绪驱动的人员应急疏散模型

针对应急疏散中人员的动态疏散行为，将情绪感知及传染机制引入行人运动策略，以SIS(susceptible-infectious-susceptible)模型为基础构造了人员情绪更新函数，提出了情绪感知域界定，改进了元胞自动机的动态场.通过仿真实验对所构建动态情绪驱动人员疏散运动模型的性能开展分析，验证了该模型符合个体运动的动态特征.同时探讨了动态行为切换的情绪强度阈值、感染系数和平静系数等因素对疏散过程的影响.结果表明:个体情绪强度阈值决定了系统的个体最终状态，而感染系数和平静系数影响状态变化速率，进而影响疏散时间.该研究为疏散人群管理提供理论依据.     

基于改进社会力模型的地铁车站应急疏散模型

应急情况下的客流疏散对地铁车站运营安全至关重要。综合考虑行人心理状态和社会属性的影响,对行人感知范围进行了重新定义,并对应急疏散情况下的行人绕行效应进行了分析验证。应用Anylogic软件对上海地铁9号线松江大学城站的实际客流情况进行建模并进行对比分析。模型修正后,总体疏散时间减少了7.5%,出口2处滞留的行人密度降低了1.14人/m~2,行人行走距离增加了5.0%。经验证得出,改进后的社会力模型符合实际疏散情况。     

基于社会力模型的教室内地震疏散仿真

模拟地震灾害下人员疏散,可以为地震疏散提供理论依据,减少地震人员伤亡。本文根据2013年雅安7.0级地震发生时名山中学某一教室的逃生录像,在社会力模型的基础上引入恐慌因子和各项异性因子,建立了改进的社会力疏散模型,并利用布谷鸟算法对疏散模型的参数进行优化,地震疏散模拟结果与实际的逃生录像对比分析表明：改进的社会力疏散模型可以真实反映地震情况下教室内人员疏散过程,包括人员疏散时间和人员在不同时刻的位置分布,对地震疏散的研究具有重要价值和意义。疏散模型的参数优化分析结果表明社会力模型的主要参数均会对人员疏散仿真结果造成影响。     

某大型商贸中心的人员疏散性能化分析

新型建筑不断涌现使得火灾安全性能化设计被广泛应用，人员疏散是其中的关键环节。结合某大型商贸中心的火灾安全性能化设计方案，利用CAFE模型分析了人员疏散性能。结果表明，由于该模型量化了人员疏散过程中人与人、人与环境之间的作用力，因此计算得到的人员疏散时间比同类软件更加保守，分析结果具有更高的可靠性。     

震损情景下人员疏散可视化模拟

地震发生时,其引发的下落碎片会影响人员疏散速度甚至造成人员伤亡,但现有的研究通常未考虑地震诱发的下落碎片对人员逃生的影响。因此,综合考虑地震作用下人员恐慌心理和下落碎片覆盖率等因素,对传统社会力模型的参数进行修正,并对云南大学力行楼进行人员疏散可视化模拟,提出一种"先避难,后疏散"的疏散方案。模拟结果表明:在考虑这些因素的情况下,其结果更加符合现实中地震场景的人员疏散活动,所提疏散方案可以为灾害疏散演习和疏散路径提供一定的指导和帮助。     

突发事件下羊群行为对疏散效率的影响研究

事故发生后的人员紧急疏散情境下,羊群行为会造成疏散过程的人员拥堵,进而延长疏散时间,影响疏散效率。为探究突发事件下羊群行为对疏散效率的影响,文中以某办公楼作为疏散场景,基于Pathfinder软件构建仿真模型,通过模拟不同程度的羊群行为,探究疏散时间的变化规律。仿真结果表明,少量羊群行为平衡了疏散通道的人员流量,部分通道的利用率显著提高,人员疏散时间减少,疏散效率提高,对人员疏散具有促进作用;当羊群行为的比例提高至40%时,疏散时间有所增加,疏散效率下降;当羊群行为的比例提高至60%时,疏散时间大幅提高,阻碍人员疏散的作用十分显著。研究发现,疏散过程中的羊群行为带来的负面影响远高于其带来的正面促进作用。为缓解人员拥堵问题,可通过设置适当的障碍物提高疏散效率,为突发事件下的应急疏散研究作为参考。     

船舶横摇状态下行人疏散速度分析

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响，通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力，依据实时更新的横摇角度和角速度，建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量，设置多场景的仿真实验，计算行人平均运动速度和疏散时间，分析不同横摇状态下的行人运动规律。仿真结果表明：相较静态倾斜，船舶横摇进一步导致行人移动速度衰减及疏散进程延缓，随着横摇幅度增大，行人速度不断降低，横摇幅度超过15°后，疏散时间迅速增加；增大船舶横摇周期对疏散过程有一定的积极影响，可以有效提升人员行走速度，减少疏散时间，但其影响程度仍与横摇幅度有关；在相同横摇幅度情况下，当横摇周期达到10 s及以上时，疏散效率可以显著提高。研究结果可为设计人员提升船舶安全性和管理者制定人员疏散决策提供理论依据和技术支撑。     

一种考虑人数分布特性的人员疏散格子气模型

紧急情况下(如火灾等)的人员疏散研究可以为减少人员伤亡提供科学指导,同时也可以为建筑设计提供实用的依据和方法.但是在实际的疏散分析中,往往不知道准确的待疏散人数,而只能得到一个大概的估计值.如何考虑人数不定带来的不确定性是人员疏散模型所关注的一个难点问题.文中基于格子气模型框架,结合平均场模型提出了一种考虑人数分布特性的人员疏散模型.该模型的特色在于：首先它可以根据人数估计值,通过一次模拟得出疏散人数的区间估计值,以及疏散出一定人数所需时间分布的区间估计,从而可以得到疏散人数与疏散时间的定量关系.其次该模型还可以分析人员的空间分布对疏散结果的定量影响,并分析其不确定性.     

障碍物对高层教学楼疏散效率的影响研究

高层建筑物中的行人疏散对于建筑设计和安全管理至关重要,且在存在多个障碍物的情况下,这个问题的复杂性会进一步增加﹒对此,本文基于Pathfinder仿真软件创建了某高层教学楼有、无障碍物2种模型,并通过整体疏散时间和走廊人员疏散特征,对2种模型进行了对比分析;同时,比较有、无障碍物模型的人员疏散路径和疏散密度,揭示了障碍物对疏散过程影响的物理机制,并进一步探究了在人员数量改变情况下障碍物对疏散的影响﹒仿真结果表明：1)障碍物密集分布缩短了高层教学楼疏散时间,时间减少了164 s,疏散效率提高了18.5%,这体现了“慢即是快”的群体行为﹒2)障碍物影响疏散的机制有2方面,一方面,高层教学楼中的障碍物不仅分割了教室空间,有助于物理隔离人群,还有效地规划了疏散逃生路径,避免了过多的拥堵行为,减少了疏散时间;另一方面,障碍物改变了教室人员分布密度,使得楼梯的密度水平下降,从而加快了整体疏散过程﹒3)障碍物的积极作用受到疏散人数的影响,即在人数较多时,该效果有所减弱﹒     

基于FDS的火灾产物对人员疏散影响的研究

研究火灾产物对人员疏散的影响,首先使用火灾数值模拟软件Pyrosim对某教学楼一层全尺寸模型的火灾数值模拟分析,得到仅门开启的火灾场景下影响人员疏散的主要火灾产物数据;其次引入疏散速度系数概念,将火灾产物数据经Matlab预处理后输入Pathfinder,建立基于火灾产物影响下的人员疏散模型,对比分析考虑火灾产物影响与不考虑火灾产物影响下的疏散情况;最后将火灾模拟动画与人员疏散动画耦合,实现三维环境下火灾发展过程与人员疏散过程的可视化展示.结果表明:疏散速度系数影响下的火灾人员疏散模拟相对于不考虑速度影响的火灾疏散模拟更能真实反应火场中的人员疏散情况.     

社会力模型的改进研究

为了提高大规模人群行为模拟的有效性,该文基于人群行为特点对社会力模型进行了改进研究.通过引入出口吸引力和朋友吸引力分别描述了出口对行人的吸引作用及行人的成群结队现象.在考虑相对速度对社会心理力影响的基础上,修正了期望速度,提出了一个与剩余时间、行人间距离以及周围行人速度有关的自我期望速度函数,由此得到了社会力修正模型.该模型可以用来更为真实地模拟突发事件中的大规模人群行为.     

一种模拟疏散流程的疏散时间计算方法

在工程实际中，通过人员安全疏散所需要的时间与人员安全疏散可用的时间进行比较来判断建筑的疏散设施能否满足突发情况下人员安全疏散的要求。将建筑的疏散设施抽象成网络的节点，从而将人员在建筑中的疏散流程简化成节点的串联系统模型，并联系统模型或者是串、并联系统组成的复杂模型，并给出了计算的方法。     

地下建筑人员疏散的扩展元胞自动机模拟

应用扩展元胞自动机(ECA)模型,研究灾害发生时地下建筑中人员动态疏散过程.利用Repast模拟工具,结合元配自动机理论,基于扩展的冯诺依曼邻域范围,引入异质行为与疏散过程中人群的不同状态,对地下建筑的人员疏散进行模拟.模拟结果表明:在扩展的摩尔邻域下,个体的活跃程度、信息的接受能力与传递能力对地质灾害发生时地下建筑人员的疏散效率有显著影响;当个体的活跃程度,信息接受能力与传递能力适中时,有最大疏散效率,所需的疏散时间最短.     

视野受限时建筑室内疏散的优化设计分析

在视野受限时人员首先到达墙壁可见区域然后根据墙壁信息进行疏散的基础上,完善了视野受限的元胞自动机疏散理论模型,通过包含斜向运动系数和等待迫切因子的元胞自动机疏散算法,估算了矩形房间单、双出口情况下的疏散时间。分析了疏散标志和出口分布对疏散的优化效果。仿真结果表明,疏散标志的合理设计对行人快速疏散有明显作用,有、无疏散标志的疏散时间比在0.57~0.63区间。出口总宽度相等的情况下,双出口设计明显比单出口设计的疏散时间短,出口无明显拥堵的情况下,双出口与单出口的疏散时间比值在0.63~0.71的区间。     

多房间中人员在走廊疏散的元胞自动机模拟研究

引入格点吸引度的概念建立了人员疏散元胞自动机模型,对走廊内的人员疏散过程进行了模拟研究.研究表明各房间内的行人疏散时间有明显的差异,越靠近走廊出口方向的房间平均疏散时间越短.房间出口宽度对整个疏散的影响较小,而房间出口位置、走廊宽度对疏散的影响较大,且疏散时间Tc与走廊宽度W之间的关系满足Tc∝W-0.872.     

十字出口宽度与人员阻塞的依赖关系及其模拟和分析

在开放边界条件下,采用无后退有偏随机走动者格子气模型对十字路口的人员疏散动力学进行了计算和模拟,结果表明,当经向和纬向边界人员密度同步增大时,纬向和经向通道上的人员疏散流将有阻塞相变产生. 对不同的经向和纬向通道宽度进行人员疏散模拟,可得到一系列反映阻塞相变的纬向和经向临界阻塞密度值. 尽管体现经向和纬向临界阻塞相变的曲线具有相近的特性,但通道宽度对两个方向堵塞相变的影响程度并不相同. 通过相应的变量代换,可以得到不同通道宽度情况下临界边界密度与比通道宽度之间的归一特性. 模拟结果对于疏散通道的设计具有指导意义.     

城市混合流疏散中不同交通方式配比对疏散时间的影响

针对突发公共事件下城市区域范围的人员疏散会选择不同交通方式的实际情况,构建了包括路网、离散动态分析、混合流模拟3个模块的城市混合疏散模型的基本框架。其中,混合流模拟模块针对疏散状况下避难者"见空就钻"的心理特点,构建了基于统一元胞空间的混合流元胞自动机模型。同时,利用该模型研究了人、自行车和机动车不同配比疏散时的疏散时间。研究结果发现,多种疏散方式的混合疏散可以提高疏散效率,但当机动车较多的情况下,自行车的混入将降低疏散时间。     

基于元胞自动机的行人流疏散模拟研究

根据二维元胞自动机的Moore邻居确定行人运动规则,建立基于元胞自动机的行人流疏散模型,对房间内人员疏散过程进行模拟研究,得到了疏散时间与房间出口宽度、人员密度之间的变化关系.该模拟结果对紧急情况下的人员疏散具有一定的指导意义.     

地震人群疏散动力模型及仿真分析

为了模拟地震时建筑中人群疏散行为,基于人群行为特点,建立了连续性的人群疏散动力模型,推导了模型中人的驱动力,人与人之间的相互作用力,人与障碍物之间的阻碍力,以及人在建筑物中所受地震力的表达式,其中地震力是根据地震烈度不同进行量化的.运用VB编程对一疏散场景进行不同地震烈度下疏散仿真分析.结果表明:人的驱动力是随地震烈度和速度的增加而线性增加的;人与人的相互作用力是随他们之间的距离及速度而变化的,其大小先增加,后减小,随后趋于0;人在建筑物中疏散的地震力与地震烈度相关,烈度越大,地震力越大;最后,作者也讨论了疏散过程中合力的变化规律.该模型可以更为真实地模拟地震中的人群疏散行为,为指导地震时人员疏散提供理论依据.