考虑内部布局和出口宽度的教室人群疏散实验

研究了 3 种出口宽度和 4 种桌椅排列条件下教室内的人群疏散过程, 得到了疏散时间的空间分布. 对于双人课桌椅而言, 人们倾向于尽快进入最近的过道. 教室内桌椅的排列形式确定了上游的行人来流, 而出口宽度确定了出口的通行能力, 二者共同决定了教室内人群的疏散时间. 疏散时间并非随着过道数的增加而单调减少. 对于宽度固定的教室, 通常过道数越多, 越有利于疏散, 但过道宽度相应减小, 从两侧进入过道的人员冲突加剧, 又会影响疏散效率. 对于小出口情况, 由于在出口附近形成高密度阻塞区域, 使疏散时间明显增加, 可以通过控制上游的行人来流和减少行人之间的冲突来加快人群的疏散过程.     

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.     

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.     

潜意识效应的人群应急疏散研究

从行为建模思想出发,在Tajima格子气模型基础上,考虑不同空间环境下行人的潜意识行为,建立了具有潜意识效应的人群应急疏散格子气模型,用以刻画行人疏散过程中的偏向选择及决策行为。数值模拟研究了大厅内人群疏散的动力学行为,并探讨了潜意识行为作用空间大小、潜意识行为偏向强度、出口宽度、系统大小及人员密度等因素对人群疏散效率的影响。结果表明:拓展的格子气模型能够真实地再现疏散过程中出现的"成拱"现象;潜意识行为能够有效地提高人群的疏散效率;饱和流量和疏散时间对出口宽度具有确定的标度关系。     

双出口教室的人群疏散建模和模拟

采用动态背景场元胞自动机模型研究了双出口教室的人群疏散.该模型将静态的障碍物分为不可穿越和可穿越两种,行人被当作移动的障碍物,因此背景场随人群的运动而变化.行人通过比较两个出口在其当前所在位置产生的背景场值来选择目标出口.通过数值模拟研究了不同出口宽度和桌椅排列下双出口教室的人群疏散过程,得到了不同位置处的疏散时间分布以及平均和最大疏散时间的变化曲线.模拟结果表明,距离因素是学生选择出口的主要因素.疏散开始时,学生倾向于进入就近的过道.疏散过程中,少数中间的学生会由于目标出口的拥堵而选择另一出口.当学生到达目标出口附近时,通常不会再选择其他出口.模拟结果与日常经验一致.该模型可以用于具有复杂内部结构、多出口房间的人群疏散模拟.     

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.     

基于河北工程大学建筑馆的楼梯疏散能力仿真分析

楼梯作为建筑内部行人疏散的关键部位,其规划、设计和布局对建筑的疏散效率有着关键的影响.以河北工程大学建筑馆为例,利用行人仿真技术对该建筑楼梯疏散能力进行模拟.结果表明:馆内各楼梯单位宽度的疏散能力差异较大;楼梯疏散能力不受楼梯宽度影响,疏散人数与楼梯宽度呈正比;改变疏散出口朝向,与楼梯同向相较于与楼梯方向垂直能提升约5...     

六方格子行人疏散元胞自动机模拟研究

在正六边形网格上建立六方格子行人疏散元胞自动机模型,模拟研究房间内的行人疏散过程,并在3种人员密度（O．1,0．3,0．5）下,比较分析六方子格模型与四方格子模型在房间出口宽度,行人平均速度和平均流量与疏散时间等参数下的差异。结果表明,在同样人员密度下,六方格子模型比四方格子模型平均疏散时间更短,行人疏散得更快,四方格子模型系统平均速度与平均流量比六方格子更大。行人在疏散过程中为了更快地逃离房间可以考虑往多个的方向运动,但是要最大限度地避免出现阻塞,并尽快减少出现阻塞的区域,这样才更有利于疏散。     

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。     

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。     

多出口室内行人出口选择行为研究

【目的】研究行人流在不同设定条件下选择合理出口的行为,为多出口室内行人疏散提供参考。【方法】采用元胞自动机模型,在静态场的基础上,模拟行人流在多出口室内的出口选择行为。在模型中引入出口代价,即行人选择目标出口时需要考虑的距离及其与他人竞争因素的加权平均(权重为k)。为实现出口选择机制,赋予每个出口元胞1个单元场,当行人评估出室内最小代价值的出口时,选用该出口的单元场来进行迁移。【结果】当权重k合适(区间较大)时,在初始行人分布均匀或不均匀、出口分布对称或不对称,以及在疏散过程中增加应急出口的情况下,行人都会充分利用空闲的出口,使不同的出口都聚集大致相等的人数;而且应急出口打开时间越早行人流疏散的效果越好,应急出口打开过晚时行人疏散的效果甚至会比没有应急出口的情况还差。【结论】出口代价的引入,使模型能合理地描述多出口的室内行人疏散。     

地铁车站火灾疏散仿真分析

为了研究地铁车站的火灾疏散情况,首先探讨了影响人群疏散的一些因素,包括温度、毒害气体和能见度;并通过安全疏散演练实验,得到了人群在紧急状况下撤离火灾车厢的时间及B型地铁列车的车门通过能力,针对安全疏散时间进行了探讨。接着利用元胞自动机理论创建了地铁车站火灾疏散仿真模型;并分析了疏散人数、出口数量、出口宽度对疏散时间的影响,得出了出口数量的增加与出口宽度的加大有助于缩短疏散时间、在起火列车进站前应先疏散站台乘客等结论。     

基于非均匀静地板场的多因子疏散模型研究

针对现有地板场模型在设置静态场场值及场景维度应用上的局限性,提出一种非均匀静地板场模型。以单个圆形/圆球(以疏散出口为圆心/球心,出口所在单元格宽度为半径)和元胞空间的重合面积/体积作为静态地板场场值的设置基准,确定4种不同疏散场景下的静地板场场值设置方法。应用MATLAB软件对小型疏散场景进行模拟仿真。结果表明：在地板场模型中,静地板场场值对疏散步长影响显著,而引导人员表现为“反向引导”作用;动静地板场相互作用会抑制疏散效率;引导作用对元胞演化信息熵和疏散步长的影响程度相近;相较于常规静地板模型,所构建的非均匀静地板场模型对引导作用变化的展现效果更加明显,能为精确制定诱导策略提供参考依据。     

教室内桌椅结构对疏散效率的影响研究

利用我们已建立的元胞自动机疏散模型,研究了双出口教室内桌椅结构对疏散效率的影响,并分析了疏散效率的差异问题。研究结果表明,带有写字板的培训椅增加了一些学生到达出口的疏散距离,导致疏散效率降低,并且所有学生同时进行疏散的疏散时间可能不会是最短。该研究有助于教室和类似场景内桌椅的结构设计。     

火灾中基于个体行为的人群疏散仿真

为了指导火灾中的人群疏散,研究了一种新的人群疏散模型用于提高人群疏散仿真的真实性.通过分析个体对火灾警报的不同响应时间,个体在疏散过程中采取的不同运动速度,个体间的组运动方式,个体的出口选择等因素对人群疏散的影响,建立了个体行为特征与元胞自动机相结合的人群疏散模型.该模型包括个体对火灾警报响应模型、个体逃生速度模型、组...     

基于改进社会力模型的超市布局疏散研究

超市的应急疏散具有路线复杂、人员密度大的特点,是安全应急疏散领域需要解决的核心关键问题之一。本文基于社会力模型与A星算法建立了人员应急疏散模型,解决了社会力模型存在的人员重叠和非现实轨迹问题,研究表明,区别于SFPE(society of fire protection engineers)模式中的人员重叠现象和Steering模式中的人员绕行现象,所提出的模型符合实际的紧急疏散行为。应用本文模型对某超市3种出口处货架、展示台平面布局进行建模分析,结果表明,货架纵向布局及布置展示台疏散时间都较横向布局短;不同布置主要影响出口区域人员密度,造成疏散效果不同。