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.     

基于Pathfinder的商场建筑防火疏散研究

目的了解商场人员安全疏散状况,并提出商场疏散的优化方案.方法利用Pathfinder软件对沈阳市某大型商场建筑人员防火疏散进行仿真模拟研究,模拟商场人员安全疏散情况,确定商场建筑各层人员疏散所需时间以及疏散过程中主要拥堵位置.结果当火灾发生时,所研究商场内部人员疏散所需时间大于安全疏散时间;疏散过程中,商场二至五层东北角处、南侧以及西侧的楼梯间附近出现拥堵现象;商场的防火疏散设计存在一定的隐患.结论对商场安全疏散进行优化设计时,通过减少疏散距离和增加疏散宽度等措施,减少疏散时间,确保人员的生命安全,为商场建筑防火疏散设计提供参考意见.     

金融市场中多种交易策略的演化博弈模型

提出一个金融市场演化博弈模型,其参与者可采用顺势、反转或中性交易策略.市场中各策略所占比例的差异会使得各种策略的预期收益有所区别,有限理性的交易者会学习并选择最有效的策略,从而改变市场中原有的策略组合.利用复制动态方程得到描述该策略演化过程的微分动力系统,系统的两类稳定状态分别解释了金融市场的周期波动和价格泡沫现象.     

关于领导干部调任的演化博弈分析

为改善领导班子的工作效率与单位风气,建立了新任领导和原有班子成员的决策博弈模型和收益矩阵,利用复制动态方程分析新任领导与原有班子成员选择不同工作方式的时间演化过程.不同策略的收益之间满足不同条件的情况下,根据系统雅可比矩阵的局部稳定性对可能的演化稳定状态进行了分析,通过分析发现,该系统的演化方向与博弈支付矩阵中的奖励和惩罚参数有关,为组织部门在干部管理科学化方面提供了一定理论参考.     

建筑物火灾时期安全疏散模型

为了更准确计算火灾时期建筑物内人员疏散所需时间的问题,提出了一种全新的计算方法,研究了火灾时期人员疏散的规律.由于建筑物密集人员疏散过程服从波传播规律,因此提出了疏散波概念,建立了疏散波数学模型,并介绍了疏散波数学模型意义.该模型对建筑物火灾时期楼梯间入口处安全疏散过程的研究及疏散设施的设置具有一定的理论指导意义.     

基于Multi-Agent的矿井人员疏散数值模拟

煤矿井下发生灾害时,井下应急疏散建模仿真可以验证疏散方案是否合理,从而为救灾逃生提供合理指导。目前在煤矿井下人员疏散研究中,对因个体差异导致不同疏散结果的认识和建模尚有欠缺,并且对不同路权评估方法下最低花费路径的选取也鲜有提及。针对煤矿井下出现安全事故时人员的安全疏散问题,基于Multi-Agent与Dijkstra算法,利用RepastJ3.0开发平台,建立了井下人员安全疏散模型,探讨了井下工作人员对巷道网络拓扑关系的认知差异性对疏散效果的影响,以及不同路权评估方法下最低花费路径的选取策略。疏散模型仿真结果表明,该模型能够直观呈现不同类型井下工作人员的动态疏散过程,可以为井下应急疏散方案的制定提供理论支持。     

高层建筑火灾时的人员安全疏散性能

高层建筑火灾情况下的人员疏散性能是评价建筑安全性能、指导人员逃生的重要依据.文中将火灾情况下人员的疏散过程分成觉察、发出警报及行动3个部分,采用经验公式计算得到人员觉察和疏散的时间,并采用水力模型模拟人员在楼梯间的疏散过程,计算高层建筑火灾情况下人员在楼梯和通道的流动时间,实现人员疏散过程的计算机模拟.最后以一栋教学楼为例,计算了危险来临时间和周一到周六各上课时段的人员疏散所需时间,分析了教学楼的安全疏散性能.     

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。     

复杂建筑火灾中的人员疏散路径多目标规划

针对复杂建筑火灾中的人员疏散动态路径优化策略问题,以火灾情境下的动态疏散网络数据模型为基础,结合网络流优化和群智能方法,构建以最短时间、最小风险水平和最大疏散容量为目标的路径优化模型.通过改进的自适应果蝇算法,实现了节点和路径容量受限的动态疏散路径规划.通过对所建模型的性能测试和疏散过程实验,验证了多目标路径优化模型的有效性.实验结果也反映了多目标路径规划策略更加贴近复杂建筑火灾中的人员疏散实际情况,对于规划不确定因素影响下的复杂空间疏散路径具有可行性.     

多功能建筑火灾人员安全疏散模拟

针对一多功能综合办公楼建筑模型,设定最不利的火灾场景.依据火灾烟气危险状态判据临界值,采用场-网复合模型模拟预测建筑火灾烟流运动特性,获得人员逃生可用安全疏散时间(ASET).采用重庆大学自主开发的应用软件《高层建筑人员疏散行动时间预测系统》确定人员所需安全疏散时间(RSET).比较人员所需安全疏散时间和人员可用安全疏散时间,对火灾建筑中人员能否安全疏散做出评价,并提出保证人员安全疏散的措施.     

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.     

高架式轻轨车站人员疏散仿真分析

为研究轻轨车站内人员安全疏散过程,制定车站人员疏散方案及优化建筑设计,进一步完善以功能单元为基础的精细网格区域疏散模型与疏散仿真软件.把楼梯视为一个独立的空间单元,将其划分成精细网格,进行网格疏散;加入人员移动余值的概念,使人员运动的连续性与网格模型的个体化优势结合起来.针对重庆市高架式轻轨车站特点进行实地调研,通过问卷调查及现场观测得到了轻轨乘客的一般特性参数及对火灾的反应特性,测试不同类型人员正常行走速度与经验推荐值基本相同.采用改进的区域网格疏散仿真程序对轻轨车站进行了人员疏散仿真研究,将疏散仿真结果与实地观测结果进行了对比,仿真计算与实测的疏散时间基本一致,验证了程序的正确性.     

一种元胞自动机与类电磁法相结合的行人流模型

针对室内空间的行人流疏散过程,在元胞自动机的基础上,利用类电磁法和模糊神经网络建立了一种新的行人流优化模型.该模型首先基于静态影响因素和动态影响因素给出了行人移动概率的计算公式,以及行人流演化过程.同时,结合疏散时间、系统平均速度、出口处流率给出了目标优化函数,并通过类电磁法和模糊神经网络对上述目标函数进行求解.最后,利用仿真平台进行实验,深入分析了疏散时间、出口宽度和初始行人密度之间的关系.结果表明,疏散时间与出口宽度呈现负相关,并且适当提高系统平均速度有利于降低疏散时间.     

双出口房间人群疏散的出口选择行为

采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散. 为了刻画行人的出口选择行为, 引入了衰减背景场, 其中考虑了出口处拥堵的影响. 出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变. 在疏散过程中, 行人根据变化的背景场来选择出口. 数值模拟结果显示, 在衰减背景场的作用下, 多数行人选择大出口, 少数行人选择小出口. 从两个出口离开的人群几乎同时完成疏散, 因此疏散时间明显缩短, 两个出口都得到了有效利用. 背景场衰减系数可以作为衡量行人对出口拥堵状况变化敏感程度的标志, 但衰减系数并非越大越好. 当衰减系数较大时, 会出现振荡流并导致疏散时间变长. 确定了临界衰减系数, 当衰减系数取临界值时, 疏散时间最短, 出口利用率最大. 模拟结果表明, 采用衰减背景场可以很好地描述多出口人群疏散的出口选择行为.     

基于烟囱效应的高海拔超长公路隧道横通道设计参数研究

为研究烟囱效应作用下高海拔超长公路隧道的横通道间距及宽度等设计参数,以天山胜利隧道为例,运用火灾动力学模型FDS(fire dynamics simulator)建立了不同坡度的高海拔公路隧道三维火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道火灾温度及烟气的分布规律,给出了隧道内火灾模式下人员的可用安全疏散时间。考虑了高海拔及烟气对疏散速度折减、人体特征、车辆类型及载客量等因素,采用三维人员仿真模型Pathfinder建立了不同隧道横通道间距与宽度组合下的人员疏散模型,得到人员的必需安全疏散时间。基于安全疏散准则,给出了不同坡度下天山胜利隧道横通道的设计间距及宽度推荐值。结果表明：隧道坡度越大,烟囱效应越明显,火源上坡方向温度上升及可视度下降速度越快,可用安全疏散时间越少;隧道坡度为0.5%、1%、1.367%及1.8%时,距离火源上游250 m处的可用安全疏散时间分别为496、456、430、415 s。天山胜利隧道儿童、成年男性、成年女性及老人的疏散速度分别为0.72、1.07、0.91、0.65 m/s。当隧道坡度为0.5%、1.0%、1.367%和1.8%时,建议横通道间距(宽度)分别设置为2...     

室内应急疏散的多人员Wi-Fi定位精度研究

应急疏散研究中的人员定位问题对于快速疏散人群和拯救被困人员具有重要的意义.为了确定Wi-Fi定位手段对于室内人员疏散的适用性,采用手持Wi-Fi设备和预设置的无线信号基准参考点,利用无线接收信号强度指数通过模式匹配的方式进行多人员定位的尝试.所得实验结果表明此方案的室内定位精度能达到5~7m.新方案所提供的定位精度能够区分室内多个体的移动路径,为相应疏散应用提供人员的动态位置信息描述.     

室内应急疏散的多人员Wi-Fi定位精度研究

应急疏散研究中的人员定位问题对于快速疏散人群和拯救被困人员具有重要的意义.为了确定Wi-Fi定位手段对于室内人员疏散的适用性,采用手持Wi-Fi设备和预设置的无线信号基准参考点,利用无线接收信号强度指数通过模式匹配的方式进行多人员定位的尝试.所得实验结果表明此方案的室内定位精度能达到5~7m.新方案所提供的定位精度能够区分室内多个体的移动路径,为相应疏散应用提供人员的动态位置信息描述.     

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.     

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。     

城市轨道交通枢纽人员疏散仿真模型与实现

基于对城市轨道交通枢纽内的人员疏散路径网络、疏散路径分配模型以及疏散行人流动态传输模型,实现城市轨道交通枢纽人员疏散仿真,并结合案例进行软件示范应用,获取不同分配方式下的疏散需求分布状况、疏散行人流动态传输过程及疏散时间,为制定疏散计划、提高疏散效率提供支持,并对城市轨道交通枢纽设计的合理性进行反馈。