基于元胞自动机的小学生群体应急疏散仿真研究

针对各类拥堵踩踏事故的高发对象"小学生群体",在一般元胞自动机模型上的基础上,引入推搡挤压概念描述小学生运动过程中特有的行为特征,建立了相应的元胞自动机应急疏散模型。数值模拟重点研究了不同密度下发生挤压的人数对疏散效率的影响,并对疏散过程中出现的典型时空动力学特性进行了讨论。结果表明:在低密度下,发生推搡挤压的人数对疏散效率影响甚微;随着密度的增加,疏散过程中出现局部的拥挤,推搡挤压的人数比例增大将导致疏散效率显著下降;当学生初始密度为0.7,挤压人数比例为80%时,疏散效率相对无挤压人数情况下下降了近70%.     

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.     

考虑折返行为和响应时间的大型邮轮人员疏散仿真

为研究乘客的折返行为和响应时间对大型邮轮人员疏散过程的影响,采用AnyLogic社会力模型仿真平台建立一艘大型邮轮人员疏散模型,分析不同折返比例下折返行为对该艘邮轮乘客疏散时间、疏散流率、拥挤区域和拥挤持续时间的影响;在此基础上,考虑了乘客响应时间对邮轮疏散进程的影响。仿真结果表明：乘客的折返行为对邮轮疏散进程有显著的减缓作用,会增加楼梯的拥挤持续时间;乘客的响应时间对邮轮疏散进程的影响较为复杂,折返比例在20%及以下时,乘客存在响应时间会减缓邮轮疏散进程,折返比例在30%及以上时,乘客存在响应时间可一定程度上加快邮轮疏散进程。该研究对大型邮轮人员疏散方案的制定和优化具有一定的指导意义。     

考虑群组运动的医疗建筑疏散模拟研究

为了研究医疗建筑内人群疏散规律,分析群组疏散模式对人群疏散的影响,通过Pathfinder疏散软件仿真模拟的方法研究了一栋5层医疗建筑内人员疏散规律。模拟结果表明：随着群组成员间的最大距离（d）增加,人群疏散时间和人群的拥堵时间呈现减小的趋势。尤其是最大距离由1.0m改变到1.5m这个过程,疏散时间下降得最明显。在最大距离超过2m之后,人群的疏散时间变化不大。在d=0.5m和d=1.0m的情况下,人群在楼梯间的拥堵情况比平面拥堵更为严重。随着病患比例的增加,人群疏散时间呈现增加的趋势,不论患者比例为多大,70%的行人拥堵时间在45s-65s。可见在医疗建筑疏散系统设计及疏散引导方面均需要考虑到群组运动带来的不利影响。     

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﹒     

基于安全疏散角度的医院门诊楼设计因素研究

为有效提高医院门诊楼人员安全疏散效率,降低人员疏散风险,选取某综合医院门诊楼为研究对象,通过实地调研确定人员相关信息,利用pathfinder软件建立仿真模型并进行疏散模拟,从平面布局、疏散门宽度、楼梯设计及功能分区四个角度探究人员的安全疏散情况。研究表明：合理的平面布局方式能提高疏散效率;采用两跑楼梯较三跑楼梯疏散效率提高11%;当疏散门宽度与梯段宽一致时达到相对最佳疏散效率,但宽度需综合考虑因素而定;针对不同人群使用特点合理布置功能分区能有效减少疏散时间。可见通过适宜的建筑设计优化可以有效提高医院门诊楼人群的安全疏散效率,降低灾害风险。     

长大公路隧道火灾安全疏散性能化设计与分析

基于性能化防火设计方法, 分析火灾条件下长大公路隧道内人 员疏散行为的特点,给出隧道内人 员疏散的安全判据,并结合某隧道 的结构及车流特征对人员疏散过程 进行了数值模拟研究,分析隧道在 正常通车和局部行车堵塞时,不同 火源位置、横通道间距与横通道宽 度对人员疏散时间及安全状态的影 响。结果表明,与建筑内人员疏散不 同,长大公路隧道内火灾的可用安 全疏散时间(ASET)与需要的安全疏 散时间(RSET)均为沿隧道长度方向 位置的函数。隧道内人员安全疏散 的时间曲线在各横通道疏散口出现 峰值,这主要是受到横通道通行能 力的限制,各疏散口人员集聚等待 所致。当隧道发生局部堵塞时,横 通道口需要的安全疏散时间显著增 加,危险性也急剧增大。隧道内人 员疏散的性能化防火设计应综合考 虑火源位置对人员载荷及疏散口位 置可用安全疏散时间的影响。该研 究为公路隧道火灾安全疏散设施的 优化设计提供依据。     

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.     

考虑弱势群体疏散行为特征的高层住院楼疏散仿真及优化

为有效提高高层住院楼内人员安全疏散效率,选取某综合医院高层住院楼为研究对象,重点考虑高层住院楼内弱势群体疏散行为特征,结合视域分析法对住院楼内部空间进行适弱化分析,应用AnyLogic软件对建筑内部人员开展多情景疏散仿真。结果表明,进行紧急疏散时,建筑内的空间布局会诱使疏散压力集中在建筑内某一区域;依据住院楼内人员的生理和行为特征进行分类,将不同类别人员组合并进行分梯疏散,最优方案下整体疏散效率提高了15.95%。可见考虑弱势群体的疏散行为特征,对人员进行合理的分组分梯疏散能有效提高高层住院楼整体疏散效率。     

基于Pathfinder的高校教学楼安全疏散仿真研究

本文以某高校教学楼为研究对象,按照日间正常上课和夜间晚自习两种场景,运用Pathfinder软件进行仿真研究,分析各楼层人数、累计疏散人数与疏散时间的关系,疏散人员性别对疏散效率的影响等,以期为高校应急疏散演练、应急预案编制等提供依据。结果表明,日间场景人员疏散耗时893s,夜间场景耗时440s,疏散人数对疏散效率影响大;疏散起始位置分析显示疏散速度与疏散人员所处层位人员密度密切相关;疏散时间与疏散层累计人数呈正相关,与该层原始疏散人数关系不明显;疏散楼梯拥堵是安全疏散的瓶颈因素,楼梯处拥堵时性别差异对于疏散影响不明显。     

基于Revit和Pathfinder的商场类建筑安全疏散研究

以某商场类建筑为例,运用Revit软件和Pathfinder软件结合的方式,通过绘制建筑物BIM模型,仿真模拟人员疏散过程,分析与讨论人员疏散结果.模拟结果表明,整体疏散过程体现了快即是慢现象;分层疏散体现了楼梯间、楼梯回转处等易导致人员拥堵、滞留的区域对疏散时间的影响;合理选择开闭不同楼梯间的疏散方式,能够提高疏散速率.若能够加入监控系统,在事故状态下,将已完成或将要完成疏散的楼梯间,对其他楼层开放,则可以更大程度地提高疏散速率.     

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.     

高层建筑火灾的人员疏散性能研究

高层建筑火灾情况下的人员疏散性能是评价建筑的安全性能,指导人员逃生的重要依据。为此,将火灾下人员的疏散过程分成是觉察、行为及反应和行动三个部分,采用经验公式计算得到人员觉察、行为和反应的时间,并采用水力模型模拟人员在楼梯间的疏散行动过程,计算高层建筑火灾情况下人员在楼梯和通道的流动时间,实现人员疏散行动过程的计算机模拟。     

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：①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;②隧道坡度为0.5%、1%、1.367%以及1.8%时,距离火源上游250m处的可用安全疏散时间分别为496s、456s、430s和415s。;③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0.72m/s、1.07m/s、0.91m/s和0.65m/s;④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250m（2m）、250m（2.2m）、220m（2m）和220m（2.2m）。     

考虑烟气影响的海底隧道火灾人车混合疏散优化模型

为研究烟气影响下海底隧道火灾人车混合疏散优化问题,建立疏散安全成本最小的优化模型.首先,考虑海底隧道结构特性和火灾情景过程中的烟气影响,确立烟气伤害不超限、人车路径流量不超容许载荷等约束条件,构建车辆、人员疏散时间最短的优化模型.然后,考虑隧道应急出口、 CO浓度、路段长度和拥堵状态,设计改进蚁群算法对模型进行求解.最后,利用模型开展翔安海底隧道火灾疏散仿真.结果表明:该模型能在避开拥堵、避免人员烟气伤害超限前提下,使人车疏散时间最短,可为海底隧道火灾疏散提供辅助决策.     

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。     

某高校食堂发生火灾时人员安全疏散模拟

为了缓解高校食堂发生火灾时在人员疏散过程中出现严重拥堵的现象,论文以合肥某高校食堂为研究对象,运用Pathfinder软件模拟该食堂发生紧急情况时人员疏散.首先对该食堂实际情况进行模拟,判断其疏散时间不符合安全疏散标准:可用安全疏散时间(tASET)>必须安全疏散时间(tRSET).接着为了使食堂的人员均能安全疏散,对...     

疏散指示标志安装高度对应急疏散效率的影响研究

为了探究疏散指示标志安装高度对疏散人员疏散效率和疏散行为的影响,通过站姿、走姿、正常跑姿及逃生跑姿四种状态下的纵向优势视线试验,开展疏散指示标志不同安装高度情况下的火灾疏散演习,并对参演人员进行意识倾向性与指示信息匹配情况的问卷调查。结果表明,被试者四种状态下视线更偏向于右侧;被试者各状态下纵向优势视线各不相同;被试者纵向优势视线与身高成正比;安装高度为300mm时疏散效率最高,安装高度为1300mm时疏散效率最低;参演人员意识倾向性较强,演习过程中潜意识里按照自己所熟悉的路线进行疏散。不同安装高度疏散指示标志对疏散效率影响的研究结果,为疏散指示标志的安装提供一定的科学依据。     

民机客舱中部应急出口对人员疏散的影响

为探究中部应急出口的布置方式对飞机人员应急疏散的影响,使用Pathfinder软件进行分析研究。以波音737-800飞机为例,提出3种中部应急出口布置方式对现有布置进行改进。结果表明,客舱拥堵问题和各应急出口利用率不均匀是影响疏散效率的首要因素,将中部两组出口布置在客舱中心偏后位置能够有效缩短疏散时间,但无法解决拥堵问题;采取中部两组出口均匀分布在整个客舱的布置方式疏散时间最短且有效改善了拥堵问题,研究结果可为飞机应急出口的位置设计提供指导。     

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。