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目标， 第j人J 周围人群 人群之间 间距 拥挤时的人员移动状态示意图 ∗ ∗ ≈= ≈= 11 2 22 1 ρ ρ ρ ρρ ρ ρ ρ ρρ „„ 人员疏散速度在考虑了人员个人身体特性、建筑环人员疏散速度在考虑了人员个人身体特性、建筑环 境及前后、左右等因素的综合效应后，并以境及前后、左右等因素的综合效应后，并以 给出三者对人员移动速度的贡献权重，可得到：给出三者对人员移动速度的贡献权重，可得到： )( )/( )/( )()(),( 22 * 1 2 * 1 11 * 21 21 cm m cm m mtt B Ln Ln A BAuuu ρρρ ρρρ ρρ ρρρ γβαρρρ − −= = ++== γβα 、、 „„ 国外观测数据对疏散动力学方程的检验国外观测数据对疏散动力学方程的检验 0.250.0150.150.240.26γ 0.0210.0880.0270.0140.02β 0.320.37 0.42 0.39 0.24 α HMSOFruinHankinAndopredrechenskii作者 由于人员拥挤时的移动速度十分复杂，观测的环境、对象不同得到的结果也不一样，甚至相 同条件下的实验也很难重复。但从拟合结果来看，前后人员间距因素对速度贡献权重a在 0.25~0.42之间，侧向影响因子的权重为0.014~0.088之间，各观测结果拟合的差值并不 十分大。 „„ 人流密度、人流速度间的数学关系确定：人流密度、人流速度间的数学关系确定： 为使观测数据能充分反映出人流密度与人流速度之间的关为使观测数据能充分反映出人流密度与人流速度之间的关 系，将观测地点选择在人流密度较大的车站进行系，将观测地点选择在人流密度较大的车站进行 （进）（进） （出）（出） A=0.81A=0.81--0.93Ln(0.93Ln(ρρ)) B=4.0B=4.0--1.891.89ρρ )()( γβαρ ++= BAuu mt 计算方法的讨论计算方法的讨论 „„ 人员疏散网络人员疏散网络 网络示意图网络示意图 Stair 1kc31kc21kc1 2kc1 2kc2 2kc3 C1 C2 C3 1kcm -1 1kcm- 2 1kcm 2kcm- 2 2kcm- 1 2kcm Cm-2 Cm-1 Cm Under floor Upper floor Room unit Corridor unit 节点单元示意图 „„ 网络单元中人员疏散时间计算的有效路程网络单元中人员疏散时间计算的有效路程 （一维）方法（一维）方法 CC型单元疏散空间的群集疏散型单元疏散空间的群集疏散 LL型单元疏散空间内的群集疏散型单元疏散空间内的群集疏散 l0 b/u0＜t ≤(a2+b2)1/2/ut a b l0 t=0 l0 a/u0＜t ≤b/u0t≤l0/u0 a L0/u0≤t≤a/u0 t≤a/u0 a/u0≤t≤b/u0t=0 l0 b a l0 l0 t=l0/u0 b/u0≤t≤(a+b)/ut „„ 网络单元中人员疏散时间计算的网格（二维）方法网络单元中人员疏散时间计算的网格（二维）方法 2 ) 2 sin(u ) 2 sin(u 0 1m sin ),,(, ≥ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎨ ⎧ ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ − + = == m u nyxfu yyt πθ πθ θ xtut tmx , ),( =∂ ∂ ytut tmy , ),( =∂ ∂ Yj+1 Yj Xi+1Xi EXIT θ U 2 ) 2 cos(u ) 2 cos(u 0 1m cos ),,(, ≥ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎨ ⎧ ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ + + = == m u nyxfu xxt πθ πθ θ „„ 一维和二维联合方法一维和二维联合方法 开始 设定火灾场景假定着火层输入各楼层信息 着火楼层及相邻楼层每个单元的人 数及各单元人员具体位置的计算 （二维方法） 楼梯各单元人员数量计算（一维方法） 其他楼层每个单元人数的计 算（一维方法） 整个建筑网络单元的人员数量计算汇总，记录 此时刻各单元的人数 判断各单元人员是否存在？ T=0 输出各单元每一时刻人数，对着火层则输出人员位置 整理数据，输出需要的报、演示文件 是 T=T+1 否 软件工具的开发软件工具的开发 „„ 软件开发平台的选择软件开发平台的选择 以以MATLABMATLAB作为软件开发平台，利用作为软件开发平台，利用MATLABMATLAB的的 图形处理功能进行模型计算的前后处理模块，计图形处理功能进行模型计算的前后处理模块，计 算模块则直接利用算模块则直接利用Visual C++Visual C++进行编程，然后进行编程，然后 将将VC++VC++程序与程序与MATLABMATLAB接口进行连接封装。接口进行连接封装。 „„ 软件模块设计软件模块设计 软件设计主要包括四个模块：前处理模块软件设计主要包括四个模块：前处理模块————网络生成模块网络生成模块————疏散疏散 模拟模块模拟模块————后处理模块后处理模块 前处理模 块 后处理模块疏 散 计 算 模块 人员疏散网络 流生成模块 建 筑 单 元 特 征 值 输 入 建 筑 单 元 人 口 分 配 建 筑 网 络 单 元 的 划 分 根据建筑 物特性确 定网络单 元间的连 接方向、 包括烟气 影响下的 方向确定 人 员 速 度 计 算 有 效 步 行 距 离 计 算 单 元 内 人 数 统 计 疏 散 结 果 报 表 动 态 显 示 高层建筑疏散仿真软件 „„ 软件介绍软件介绍 （（11）既能模拟单层人员疏散、也能模拟高层人员疏散；）既能模拟单层人员疏散、也能模拟高层人员疏散； （（22）能够体现房门宽度对人员疏散时间的影响（房门的）能够体现房门宽度对人员疏散时间的影响（房门的““瓶颈效应瓶颈效应””）；）； （（33）能动态显示不同）能动态显示不同““瓶颈瓶颈””位置的拥挤程度（包括排队人数、疏散完成时位置的拥挤程度（包括排队人数、疏散完成时 间）；间）； （（44）能计算高层建筑楼梯内的人员疏散情况，包括楼梯内的疏散时间、拥挤度）能计算高层建筑楼梯内的人员疏散情况，包括楼梯内的疏散时间、拥挤度 等；等； （（55）计算结果可以通过图形和曲线两种方式显示。）计算结果可以通过图形和曲线两种方式显示。 „„ 软件操作界面软件操作界面 高层建筑疏散演习观测及模型检验高层建筑疏散演习观测及模型检验 1181310V=3 2092419V=1.3疏散软件 计算时间 124118.6最大时间 109.68.75.1平均时间 96969666622210 1141081201071374109 11511011997115468 10710710610.58137.5697 107109105119138.67106 1151131179995645 1241251239.51094.5544 1061081158884533 1061071156572.5232 1061061168794441 左边 平均2次1次平均2次1次平均2次1次 安全出口时间（s）走廊时间（s）房间时间（s） 人的编号实验 140 20 40 走廊房间 人数(10人）走最近楼梯 60 80 100 120 出口 209 时间 (s) 实验平均时间 v=3.0时，软件计算时间 v=1.3时，软件计算时间 实验最大时间 出口走廊 人数(10人）走最远楼梯 房间 时间 (s) 236 20 40 60 80 100 120 140 180 160 实验最大时间 实验平均时间 v=1.3时，软件计算时间 v=3.0时，软件计算时间 BuildEvac软件采用V=3m/s（通过观测发现演习人员的 自由疏散速度达3-4米/秒）的疏散模拟结果与实际观测 吻合较好，而采用V=1.3m/s时与实际观测的数据有较大 的差距，原因在于高层办公楼疏散演习人员数量较小，不 会发生拥挤的现象，同时人员对该建筑的布局非常熟悉， 具有较好的体能，预先已有较好的心理准备，实际演习过 程中人员基本上处于自由奔跑状态。 结语结语 „„ 人员疏散本身是比较复杂的，涉及到人的心理素人员疏散本身是比较复杂的，涉及到人的心理素 质、文化背景、教育、生活习惯等难以量化的因质、文化背景、教育、生活习惯等难以量化的因 素，这些影响因素也很难准确地用数学模型来进素，这些影响因素也很难准确地用数学模型来进 行描述，必然造成模拟计算结果的偏差，仿真软行描述，必然造成模拟计算结果的偏差，仿真软 件不可能完全模拟人员在火灾过程中的行为，模件不可能完全模拟人员在火灾过程中的行为，模 拟得到的疏散时间不可能做到十分精确，强调某拟得到的疏散时间不可能做到十分精确，强调某 一个模型的计算精度在几秒钟之内是没有必要一个模型的计算精度在几秒钟之内是没有必要 的，值得重视的是应该对不同疏散场景的比较，的，值得重视的是应该对不同疏散场景的比较， 以找出可能出现的最不利位置，从而优化疏散路以找出可能出现的最不利位置，从而优化疏散路 线的设计。线的设计。 谢谢大家！谢谢大家！