基于BIM的地铁车站火灾模拟与疏散仿真
第五讲基于bim的地铁车站火灾模拟与疏散仿真
结果分析
根据模拟结果，优化了地铁站的应急疏散预案，提高了应 对火灾等突发事件的反应速度。
广州某地铁站火灾模拟与疏散仿真案例
案例概述
广州某地铁站因其复杂的结构特点和密集的客流量，成为 了火灾模拟与疏散仿真的重点研究对象。
模拟过程
利用BIM技术构建地铁站的三维模型，结合火灾蔓延模型 和人员疏散模型，对火灾发生后的热量、烟雾扩散以及人 员疏散情况进行了模拟。
通过模拟结果，分析出最佳的疏散路径和救援方案，为实际火灾发生时提供决策支持。
上海某地铁站火灾模拟与疏散仿真案例
案例概述
上海某地铁站由于其高度发达的地下交通网络，其火灾模 拟与疏散仿真的重要性不言而喻。
模拟过程
利用BIM技术对地铁站进行三维建模，结合火灾动力学模型和人 员流动模型，对火灾发生后的烟雾扩散、能见度变化以及人员疏
实时监测与预警
结合物联网和传感器技术，实现对地 铁车站火灾和疏散过程的实时监测和 预警，提高应急响应能力。
多维度仿真
未来将开展多维度仿真研究，包括物 理、化学、生物等多个维度，以更加 全面地模拟火灾和疏散过程中的各种 因素。
跨领域协作平台
未来将构建跨领域的协作平台，促进 各领域之间的信息共享和协同工作， 推动BIM技术在地铁车站火灾与疏散 仿真中的应用和发展。
复杂环境模拟
地铁车站内部结构复杂，涉及多种专业领域，对环境模拟 的精度和实时性要求较高，需要提高模拟算法的效率和准 确性。
跨领域协作
BIM技术在地铁车站火灾与疏散仿真中的应用需要建筑、 消防、交通等多个领域的协作，如何实现跨领域的信息共 享和协同工作是一个挑战。
未来发展的趋势与展望
智能化模拟算法
随着人工智能技术的发展，未来将开 发更加智能化、自适应的模拟算法， 提高模拟的精度和效率。
华西坝地铁站疏散仿真模拟与分析
1350 56 80
3 仿真模拟 3.1 参数设置
1 华西坝站基本情况
站台列车满载时乘客人数为 1880 人，在高峰期时基本满足了列车满
成都地铁华西坝站属于成都地铁 1 号线，车站共有 A、B、C 三个出口， 载条件，此时人员密达到最大。经过实地调研及计算分析，高峰时刻，站
为地下 2 层车站，分为站厅、站台两层，站台为岛式站台，共设 4 部电扶梯， 台候车人数及工作人员共 389 人。所以，火灾时，站台需要疏散的总客
进站客流
2483 2369 2574 2057 2447 908 753
出站客流
1482 1502 1347 1390 1251 830 833
进出站客流合计 3965 3871 3921 3447 3698 1738 1586
平均每分钟客流 66
65
65 57 61 29 26
表 4 AFC 设备通过能力
关键词：地铁火灾；安全疏散；仿真模拟
设备 15 分钟处理能力
安检机 进站闸机 出站闸机 TVM BOM
单台 15 分钟最大 引导充分时 300 200
200
15 45
处理能力
乘客自助时 200 150
150
8 40
全站设备 15 分钟 引导充分时 600 1200 1800 105 90
处理能力合计 乘客自助时 400 900
表 1 车站 AFC 设备数量统计表
3.2 仿真模拟
设备名称 进站闸机
出站闸机
双向闸机 自动售票机（TVM）
半自动售票机（BOM）
自动查询机
位置 站厅北端 站厅南端 站厅北端 站厅南端 站厅北端 站厅北端 站厅南端 站厅南端 站厅北端 站厅北端 站厅南端
地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真
地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真李杨杨(华东建筑设计研究院有限公司,南京210000)摘㊀要:结合地铁车站火灾事故中人员疏散过程的实际情况,综合考虑人员响应㊁客流下车㊁离开站台㊁通过检票口㊁通过楼扶梯和通道5个过程的客流实际疏散情况,开展疏散试验,对人员疏散行为进行定量研究,同时利用试验数据对疏散时间计算公式和疏散模型进行验证和参数标定,建立基于不同空间环境客流密度的地铁车站分段客流疏散时间计算模型㊂选取典型地下二层岛式地铁车站为研究对象,设定疏散场景及参数,应用所建立的计算模型对疏散时间进行计算,其计算结果与使用‘NFPA 130:轨道交通客运系统标准“所推荐的计算方法的计算结果接近,验证了分段客流疏散时间计算模型的可行性㊂最后,利用基于社会力模型的Anylogic 软件对疏散过程进行仿真,将仿真结果与计算结果进行对比,结果表明,本文提出的分段客流疏散时间计算模型的计算结果误差较小,相对较为合理㊂关键词:地铁火灾事故;疏散时间计算模型;疏散实验;Anylogic 仿真中图分类号:U491㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:16729889(2020)01008306采用日期:20181121第一作者:李杨杨(1989—㊀),男,助理工程师,主要从事交通运输规划与管理工作㊂Calculation Model and Simulation of Evacuation Time in the Subway Fire AccidentLI Yangyang(East China Architectural Design &Research Institute Co．,Ltd．,Nanjing 210000,China)Abstract :Combining with the actual situation of evacuation process in subway station fire accident,the actual evacuation situ-ation of passenger flow in the five processes of response,passenger flow getting off the train,leaving the platform,passingthrough the ticket gate,passing through the building escalator and passageway is comprehensively considered.The evacuation experiment was carried out to quantitatively study the evacuation behavior.The evacuation time formula and evacuation model were verified and calibrated by the experimental data.A passenger flow evacuation time model for subway stations based on passenger flow density in different space environments is established.The typical underground two-storey island subway station is selected as the research object,and the evacuation scenarios and parameters are established.The evacuation time is calcu-lated by using the established model.The calculation method recommended in ‘NFPA 130:Standard for fixed guideway transit and passenger rail systems“.Transit is also used to calculate the evacuation time.The calculation method is compared with the sectional evacuation time proposed in this paper.The calculated results are close to each other.Finally,Anylogic software based on social force model is used to simulate the evacuation process,and the simulation results are compared with the calcu-lation results.The calculation results of the sectional evacuation time proposed in this paper have small error and are relatively reasonable.Key words :subway station fire failure;evacuation time model;evacuation experiment;Anylogic simulation㊀㊀随着我国轨道交通的迅猛发展,地铁成为人们日常出行的重要公共交通工具㊂地铁线路大多数是地下敷设,其建筑结构复杂㊁疏散路线长㊁通风照明条件差㊁电器设备种类多且人员高度集中㊂一旦发生事故,若疏散不及时,极易造成重大人员伤亡,带来无法挽回的严重后果㊂近年来,许多学者和专家致力于轨道交通车站消防安全方面的研究㊂Chen 和Yang [1]从疏散人员的特点㊁疏散设施㊁疏散组织和管理3个方面进行研究,建立评估紧急疏散能力模型,为提高地铁车站的安全设计提供技术支持㊂Song 等[2]通过分析引导员数量㊁位置㊁传播方向及影响范围等因素对第17卷第1期2020年2月现代交通技术Modern Transportation TechnologyVol．17㊀No．1Feb．2020疏散效率的影响,得出疏散引导员的数量与疏散效率并非正比关系,合理地安排疏散引导员可以提高疏散效率㊁节约成本,过多反而会影响疏散效率㊂专家们虽然对如何提高人员疏散效率和如何提高车站紧急疏散能力做了大量的研究,然而,却并未形成一个评估疏散安全指标㊂Shi等[34]提出地铁车站评估疏散性能的4个关键指标,即平均行人密度㊁平均疏散时间㊁平均疏散长度以及平均疏散能力㊂其中,平均疏散时间是评估地铁车站疏散性能和疏散能力的重要指标㊂关于疏散时间的计算方法,我国‘地铁设计规范“(GB50157 2013)[5]和美国‘NPFA130“(2014)提及较早,但两种规范均存在不足之处[6]㊂如‘地铁设计规范“(GB50157 2013)仅仅考虑人行楼梯和自动扶梯的通行能力对疏散时间的影响,忽略了客流移动速度㊁闸机及出入口通道等因素对疏散时间的影响;‘NPFA130“(2014)综合考虑通道㊁人行楼梯及自动扶梯的通行能力对疏散时间的影响,比较接近实际,但却忽略了人员响应时间和乘客下车时间的影响㊂有鉴于此,笔者认为有必要以典型地铁车站为例,根据人员在地铁火灾疏散过程中的实际情况,建立考虑人群密度与速度关系和空间环境变化的地铁车站分段客流疏散时间计算模型㊂根据‘NPFA130“(2014)提供的计算方法和本文建立的分段客流疏散时间计算模型分别计算疏散时间,对比两种计算结果㊂同时,通过组织人员疏散试验作为参数标定,利用Anylogic软件进行人员疏散模拟仿真,从而对本文提出的计算模型进行验证㊂1㊀分段客流疏散时间计算模型的建立㊀㊀发生火灾时,人员疏散过程涉及两个疏散时间,即可用安全疏散时间ASET和必需安全疏散时间RSET㊂当RSET<ASET时,则疏散人员可以安全疏散,否则人员将会遇到危险㊂安全余量=ASET-RSET,安全余量越大,人员疏散安全性越高,反之越低㊂本文结合人员疏散过程的实际情况,对RSET 进行详细的划分,即乘客下车时间㊁客流站台疏散时间㊁客流通过检票口时间及客流通过通道㊁人行楼梯和自动扶梯的时间㊂火灾发展过程和人员疏散过程之间的关系示意图[7]如图1所示㊂图1㊀火灾发展过程和人员疏散过程之间的关系示意图1．1㊀乘客下车时间模型乘客下车时间是车辆到达站台停稳之后,开启车门,乘客全部到达站台所需要的时间㊂本阶段包括列车开门时间和乘客下车通过车门的时间㊂列车的开门时间一般为2s,即t开=2s㊂陈绍宽等[8]通过建立单门乘客下车时间与下车乘客人数之间的关系,对数据进行分析后发现,单门乘客下车时间与乘客人数服从幂函数关系,即T=αxβ㊂其中,α㊁β为估计参数;x为单门下车人数㊂通过组织60人的人员疏散试验,视频观测得到疏散人员通过车门的时间关系曲线,如图2所示㊂图2㊀疏散人员通过车门的时间关系曲线根据上述分析结果,通过拟合得到地铁车站内乘客下车时间与下车乘客人数满足如下关系,即T1=T开+0．3916x0．9031(1) 1．2㊀客流站台疏散时间模型通过现场观测可知,乘客从下车到离开站台的整个过程可划分为两个阶段:第一阶段为乘客进入站台初期,此时乘客基本能够以正常的速度移动,其速度主要受站台内行人平均密度的影响;第二阶段为乘客行走一段时间后速度突然降低阶段,其速度主要受人行楼梯和自动扶梯疏散能力的影响㊂因此,经过站台的时间应为从车门到人行楼梯或自动扶梯的时间与经过速度突降点进入人行楼㊃48㊃现代交通技术2020年梯或自动扶梯的时间之和㊂根据以上分析,建立站台疏散时间模型[9]为T 2=l 1v 1+Q -l1v 1A 1B 1N +A 2B 2M ()[]A 1B 1N +A 2B 2M(2)式中,l 1为乘客从下车点到速度突降点之间的距离;v 1为乘客在l 1阶段的移动速度;Q 为疏散乘客数量;A 1为自动扶梯通行能力,人/(m㊃s);A 2为人行楼梯通行能力,人/(m㊃s);N 为自动扶梯的台数;M 为人行楼梯的个数;B 1为自动扶梯的总宽度,m;B 2为人行楼梯的总宽度,m㊂1．3㊀客流通过检票口时间模型地铁车站检票口以闸机为界分为付费区和非付费区㊂正常情况下,闸机为闭合状态,突发情况发生时,闸机将全部设置为开放状态,成为客流疏散通道㊂客流通过检票口的疏散时间[10]为T 3=P jF j N (3)式中,P j 为通过检票口的总人数;F j 为通过检票口的人员流量,人/(m㊃s);N 为闸机总数㊂1．4㊀客流通过通道㊁人行楼梯和自动扶梯时间模型㊀㊀客流在通道㊁人行楼梯和自动扶梯上的移动速度主要受行人密度的影响,密度越大,速度越小,反之越大㊂此处对疏散试验人行楼梯和划定区域内的人员进行观测,人行楼梯有效宽度为1．5m㊁斜长4m,区域长度为5m㊁宽度为2．8m㊂以1s 为数据采集间隔,即每1s 采集一次划定区域内的人员流量和密度㊂划定区域内的人员密度为d ,d =n /s ,其中,n 为划定区域内的人员数量;s 为划定区域的面积㊂单位流量f 为单位时间内通过有效长度人行楼梯和有效区域的人数,其计算公式为f =N /(L ˑT )(4)式中,N 为每秒内通过划定区域内的人数;L 为划分区域的有效宽度;T 为计数时间间隔,1s㊂平直通道内和上行楼梯内人员密度与速度的关系曲线如图3㊁图4所示㊂图3㊀平直通道内人员密度与速度的关系曲线图4㊀上行楼梯内人员密度与速度的关系曲线通过拟合得到平直通道内和上行楼梯内人员密度与速度关系的表达式分别为V 1=-0．2594ρ+1．6622(R 2=0．949)(5)V 2=-0．1766ρ+0．9531(R 2=0．6281)(6)通道㊁人行楼梯及自动扶梯上的疏散时间计算公式[11]为T 4=maxl 通道v 通道ρ()+max l 人行楼梯v 人行楼梯ρ(),l 自动扶梯v 自动扶梯[](7)疏散总时间T 为T =T 1+T 2+T 3+T 4=t 开+αx β+l 1v 1+Q -l1v 1A1B 1N +A 2B 2M ()[]A 1B 1N +A 2B 2M +P jF j N +maxl 通道v 通道ρ()+maxl人行楼梯v 人行楼梯ρ(),l 自动扶梯v 自动扶梯[](8)2㊀案例分析2．1㊀场景设置以某地铁车站为研究对象,该地铁车站为地下二层岛式车站,地下一层为站厅层,地下二层为站台层,站台有效长度为120m㊁宽度为18m㊂采用B 型地铁车辆㊁6节车厢编组,每节车厢有4个侧向门,车门宽1．3m,满载乘客为1800人㊂站厅层与站台层之间设有两座宽3m 的人行楼梯,另设上下行宽1m 自动扶梯各两对㊂站厅有效长度为60m㊁宽度为20m㊂设4个出入口通往地面,通道宽度为5m㊂通往4个出入口处设有4座人行楼梯,另外两个出入口处分别设置一部上行自动扶梯㊂站厅共设置12部闸机,其中,10部为宽0．55m 的单向闸机,两部为宽0．9m 的双向闸机㊂模拟地铁站台在运营高峰期时发生火灾,此时一辆列车满载乘客1800人停靠在站台,站台候车乘客200人,站厅滞留乘客150人,工作人员10人㊂㊃58㊃第1期李杨杨.地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真人员疏散时,列车内乘客先通过车门走入站台,后经楼梯进入站厅,最后通过出入口到达安全地面㊂车站平面示意图如5所示㊂(a)站台层(b)站厅层图5㊀车站平面示意图2．2㊀根据‘NFPA130“(2014)计算疏散时间总疏散时间=最长疏散路线的总步行时间+不同流通要素处的等待时间之和㊂其计算公式为T 总=T +W p +W fb +W c(9)T =ðni =1T i =ðni =1L iv i(10)W p =F p -T 1(11)F p =L p C pe(12)W fb =F fb -F p(13)F fb=L cC cf(14)L c =L p -F p ㊃C es(15)W c =F c -max F fb ,F p ()[](16)F c =L cC ce(17)式中,T 为站台到安全区域的步行时间;W p 为站台出口处的等待时间;W fb 为检票口处的等待时间;W c 为站厅出口处的等待时间;T 为总步行时间;T i 为第i 段的步行时间;L i 为第i 段的长度;v i 为第i 段上的移动速度;F p 为站台出口处的流动时间;T 1为站台上的步行时间;L p 为站台的负荷人数;C pe 为站台出口的通行能力;F fb 为检票口处的流动时间;L c 为站厅的负荷人数;C cf 为检票口处的通行能力;C es 为紧急疏散楼梯的通行能力;F c 为站厅出口处的流动时间;C ce 为站厅出口处的通行能力㊂火灾情况下人员比较密集,站台通道和楼梯疏散时的密度分别为4人/m 2和3人/m 2㊂根据式(5)㊁式(6)可以得到火灾情况下站台通道和上行楼梯内疏散人员的平均移动速度分别为0．6m /s 和0．4m /s㊂从最远车门到楼梯的距离为38．5m,站厅到出入口楼梯通道长度为42m,楼梯斜长24m㊂由式(7)可得T =(38．5+42)/0．6+24/0.4=3．2min(18)根据‘NFPA130“(2014)中对于车站不同节点处的通行速度与通行能力的相关规定,一个当量通道宽度应为0．559m,站台楼梯总宽度应为10m,相当于18个当量,则C pe =630人/(m㊃min)㊂闸机口总宽度应为7．3m,相当于13个当量,则W p =2．9min;W fb =3．2min;W c =0,进而得出总的疏散时间为T 总=T +W p +W fb +W c =9．3min(19)2．3㊀按分段客流疏散时间计模型计算疏散时间一辆地铁A 型车满载乘客1800人,假设乘客均匀分布在车厢内,则每个车门的下车人数为75人㊂乘客的下车时间为T 1=2+0．3916ˑ750.9031=21．3s(20)距离疏散楼梯最远的乘客大约要行走38．5m,水平通道内的平均速度为0．6m /s㊂火灾发生时自动扶梯停运,作为疏散楼梯使用,其疏散能力为A 1=0．8A 2=0．8人/s㊃m ()A 2=3700人/h㊃m ()=1．03人/s㊃m ()(21)将以上参数代入式(2),可得T 2=64+165．2=229．2s =3．8min (22)疏散开始时,闸机全部处于开放状态㊂车站各部位的最大通过能力F 单向通道=5000人/(h∙m),则检票口的疏散时间T 3=3.5min㊂T 4=maxl 通道v 通道(ρ)+max l 人行楼梯v 人行楼梯(ρ),l 自动扶梯v 自动扶梯[](23)将相关数据代入式(23)可得T 4为2．2min,故疏散总时间为T =T 响应+T 1+T 2+T 3+T 410．9min(24)2．4㊀疏散时间计算结果对比分析根据‘NFPA130“(2014)和分段客流疏散时间计算模型分别计算出来的疏散时间为9．3min 和10．9min㊂后者大于前者的原因为本文建立的分段客流疏散时间计算模型综合考虑了通道㊁人行楼梯㊁自动扶梯㊁检票口的通行能力及乘客的下车时㊃68㊃现代交通技术2020年间等因素㊂如不考虑下车时间,则二者的计算结果相近㊂3㊀模拟仿真3．1㊀Anylogic 疏散模型设计及参数设定本文选取某地下二层岛式车站进行疏散仿真㊂初始情境设定为一列满载乘客(1800人)的列车停靠在站台内,站台上随机分布200行人,检票口处的通行能力为83人/(min∙m),4个出口各自被疏散人员选择的概率为1/4㊂对于不同设施内疏散人员的平均运动速度,专家们在不同的研究环境下得到的结果也各不相同,但都比较接近㊂如王秀丹[12]研究得出人员在重度恐慌下通过通道和楼扶梯的平均速度分别为0．64m /s㊁0．53m /s;本文通过人员疏散试验,得出人员在通道内及楼扶梯处的疏散速度分别为0．6m /s㊁0．4m /s㊂Anylogic 行人库建模行人疏散流程如图6所示㊂图6㊀Anylogic 行人库建模行人疏散流程根据疏散流程,单机发布疏散信息,60s 后开始进行人员疏散,不同时间段内客流密度示意图如图7所示㊂(a)疏散100s内(b)疏散200s内(c)疏散300s 内图7㊀不同时间段内客流密度示意图3．2㊀仿真结果分析将Anylogic 软件中运行的数据导入Excel 表,得到疏散时间与疏散人数之间的关系曲线,如图8所示㊂图8㊀疏散时间与疏散人数之间的关系曲线疏散仿真运行结束时,显示疏散用时共计686．89s,即11．4min㊂将其与分段客流疏散时间计算模型计算出的结果进行对比可知,疏散仿真用时要长于分段客流疏散时间计算模型的计算用时㊂主要原因如下:(1)由于搭建车站的结构环境及设施连接角度与实际车站存在差异,因此,其拥堵情况比较严重,延长了疏散时间㊂(2)仿真用时是指从疏散开始直到最后1名乘客从疏散界面中消失后的总用时,这必然比人员疏散时间计算模型的计算用时长㊂(3)采用分段客流疏散时间计算模型进行计算时,乘客的运动规律完全符合拟合获得的速度密度曲线,而仿真计算中行人个体的速度设置主要为起始速度㊁期望速度,体现的是个体差异㊂4㊀结论(1)采用分段客流疏散时间计算模型计算的结果与仿真计算结果相差4%,根据‘NFPA130“(2014)计算得出的结果与仿真计算结果相差18%㊂由此可知,本文所述分段客流疏散时间计算模型的计算结果误差较小,相对较为合理㊂㊃78㊃第1期李杨杨.地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真(2)从仿真客流密度示意图中可以看出,客流疏散的瓶颈区主要集中在人行楼梯㊁自动扶梯和闸机处,主要是由于火灾事故发生时,客流量猛增导致人行楼梯㊁自动扶梯和闸机处的通行能力不足,造成人群拥挤堵塞㊂因此,城市地铁车站在结构设计㊁空间布局方面应力求实用㊁简洁,保持视野开阔,并设置明确有效的导向标识㊂参考文献[1]CHEN H,YANG X.Emergency evacuation capacity ofsubway stations[J].Procedia-social and behavioral sci-ences,2012(43):339348.[2]SONG X,ZHANG Z,PENG G,et al.Effect of authorityfigures for pedestrian evacuation at metro stations[J].Physica A:statistical mechanics and its applications, 2017(465):599612.[3]SHI C,ZHONG M,NONG X,et al.Modeling and safetystrategy of passenger evacuation in a metro station in Chi-na[J].Safety science,2012,50(5):13191332. [4]ZHANG L,LIU M,WU X,et al.Simulation-based routeplanning for pedestrian evacuation in metro stations:acase study[J].Automation in construction,2016(71): 430442.[5]中国人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.地铁设计规范:GB 50157—2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.[6]吴娇蓉,冯建栋,陈小鸿.中美地铁车站火灾疏散设计规范对比与分析[J].同济大学学报(自然科学版), 2009,37(8):4651.[7]张程.地铁人员行为特征与人员疏散仿真[D].重庆:重庆大学,2013.[8]陈绍宽,李思悦,李雪,等.地铁车站内乘客疏散时间计算方法研究[J].交通运输系统工程与信息,2008, 8(4):101107.[9]法政.突发状况下城市轨道交通车站客流疏散时间研究[D].济南:山东建筑大学,2015.[10]张志飞,陈建宏,杨立兵.地铁火灾事故中人员安全疏散时间的计算[J].现代城市轨道交通,2008(3):6870.[11]张朝峰.地铁换乘站行人流特性和疏散时间模型研究[D].北京:北京交通大学,2010.[12]王秀丹.基于行人运动特性分析的地铁站紧急疏散仿真[D].北京:北京交通大学,2014.(责任编辑㊀徐㊀静)ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ第十届钢结构进展国际会议(ICASS 2020)钢结构进展国际会议(International Conference on Advances in Steel Structures,ICASS)是国际著名钢结构学者陈绍礼讲座教授于1996年发起的最具影响力的国际钢结构学术会议之一,每2~3年举办一届,参会人员涵盖全球钢结构领域的著名专家和高被引学者,旨在探讨与推进钢结构领域的最新研究进展㊂会议至今已分别在中国香港(1996,1999,2002,2009,2018),中国上海(2005),新加坡(2007),中国南京(2012),葡萄牙(2015)成功举办九届㊂第十届大会将于2020年12月10~12日在中国成都举行㊂会议主题包括但不限于:①空间结构,装配式结构,索膜结构,可展结构,框架结构,高层结构,桥梁,组合及混合结构,柔性防护结构;②柱,梁,索,构件连接;③冷弯型钢,低屈服点钢,不锈钢,高性能钢材,新型金属材料;④计算理论,非线性分析,结构稳定,二阶弹塑性分析,时程分析,结构找形,动力分析,结构疲劳,防火与防腐,风工程,地震工程,连续倒塌;⑤概念设计及方法,规范及标准,性能化设计,设计专家系统;⑥幕墙,筒仓,管道,海上平台,塔桅结构,钢结构加固改造等㊂(中国钢结构网)㊃88㊃现代交通技术2020年。
基于BIM的高层建筑消防应急疏散仿真研究
基于BIM的高层建筑消防应急疏散仿真研究一、内容概述随着城市化进程的加快，高层建筑在城市建设中占据了越来越重要的地位。
然而高层建筑火灾事故频发，给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。
为了提高高层建筑消防应急疏散的效率和安全性，本文基于BIM(建筑信息模型)技术，对高层建筑消防应急疏散进行了仿真研究。
首先本文对高层建筑消防应急疏散的基本概念和原则进行了阐述，明确了消防应急疏散的重要性和紧迫性。
在此基础上，分析了当前高层建筑消防应急疏散存在的问题，如疏散路径不合理、疏散时间过长等，为后续的仿真研究提供了理论依据。
其次本文介绍了BIM技术在高层建筑消防应急疏散中的应用现状和发展趋势。
通过对国内外相关文献的综述，梳理了BIM技术在高层建筑消防应急疏散领域的研究进展，为后续的仿真研究提供了技术支持。
然后本文基于BIM技术构建了高层建筑消防应急疏散的三维模型，并对模型进行了详细的参数设置和优化。
通过对比不同方案下的疏散时间、疏散人数等指标，分析了各种方案的优缺点，为实际工程应用提供了参考。
本文结合实际案例，对所提出的高层建筑消防应急疏散方案进行了验证和改进。
通过对仿真结果的分析，提出了一些针对性的建议，以期为高层建筑消防应急疏散提供有效的技术支持。
A. 研究背景和意义随着城市化进程的加快，高层建筑在城市建设中占据了越来越重要的地位。
然而高层建筑火灾事故频发，严重影响了人们的生命财产安全。
因此研究高层建筑消防应急疏散问题具有重要的现实意义。
BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术作为一种新兴的建筑设计和管理手段，为高层建筑消防应急疏散仿真提供了有力支持。
本文旨在通过基于BIM的高层建筑消防应急疏散仿真研究，提高高层建筑消防安全水平，降低火灾事故发生率，保障人民群众生命财产安全。
首先本文对国内外高层建筑消防应急疏散现状进行了分析，总结了存在的问题和不足。
通过对现有研究成果的综合分析，揭示了当前研究中存在的理论体系不完善、仿真方法单数据共享困难等问题。
基于Building EXODUS的地铁站疏散仿真模
632023.01 / Urban Renewal and Optimization Design 城市更新与优化设计复杂、人员密度高、环境密闭等特点，一旦出现火灾等紧急情况，疏散组织难度大，极易造成重大人员伤亡[1]。
例如，1986年11月，英国伦敦国王十字地铁站发生火灾，造成31人死亡，100多人受伤；2003年2月，韩国大邱市地铁中央路站由于人为纵火发生火灾，造成135人死亡，137人受伤，318人失踪。
研究地铁站火灾安全疏散，已成为地铁站设计中必不可少的环节。
目前常见的安全疏散研究方法主要有两种：人群疏散演习研究和计算机仿真模拟研究。
相较于人群疏散演习，计算机模拟具有诸多优势：①可以模拟多种不同的火灾场景；② 成本低，不需要消耗大量的人力物力等资源；③便于研究和分析仿真结果，指导实践。
因此，计算机仿真模拟研究已成为研究地铁站安全疏散问题的一种重要的、经济可行的方法。
1仿真疏散模拟软件Building EXODUS目前常用的安全疏散软件根据其基本原理可分为三类，即疏散优化模型、行为模拟模型、风险评估模型。
疏散优化模型假定疏散人员以最有效的方式进行疏散，将疏散人员视为具有共同特征的整体，可用于疏散结果优化，常用的有Anylogic、STEPS 等；行为模拟模型分析疏散个体行为及其他复杂因素，通过模拟真实疏散场景得出具有可靠性的疏散结果，如Building EXODUS、Pathfinder 等；风险评估模型通过识别灾害发生时与疏散有关的危险并进行量化，从而指导疏散优化设计[2-4],如CRISP、SMART FIRE。
由于本次研究要通过模拟乘客疏散行为，从疏散时间和疏散过程两个角度去评价地铁站的疏散能力，针对存在的问题提出优化建议，因此采用分析问题更为全面、结果表现更为直观的Building EXODUS。
1.1 Building EXODUS 简介Building EXODUS 由英国格林威治大学的火灾安全工摘要 运用疏散模拟软件Building EXODUS，对地铁站实际项目进行火灾安全疏散模拟，研究地铁站疏散时间、疏散者行为、疏散路线及各个关键节点的通行能力等问题。
模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化
模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化引言：火灾是一种突发性的灾害事件，发生时常常造成巨大的人员伤亡和财产损失。
为了高效、迅速地疏散人员并减少伤亡，建筑疏散模型的优化变得非常重要。
本文将介绍模拟火灾场景为基础的建筑疏散模型，并探讨了优化这一模型的方法。
一、火灾场景模拟1. 模拟建筑结构和人员分布在火灾场景仿真中，首先需要建立建筑的模型，并确定人员在建筑中的分布。
这可以通过建筑的平面图或三维模型来实现。
建筑内部的房间、通道和出口等元素都需要精确地建模，以便能够准确模拟火灾发生时人员的运动轨迹。
2. 模拟火灾蔓延在建筑模型中引入火灾蔓延的模拟是关键的一步。
火灾蔓延的模拟可以基于多种因素，如可燃物的存在、温度分布和风的影响等。
通过模拟火焰的传播，可以预测火灾的蔓延速度和范围，以便更好地指导人员疏散。
3. 模拟人员疏散行为人员疏散行为的模拟是模拟火灾场景中最关键的部分之一。
人员的疏散行为包括寻找最短的逃生路径、避免火源和烟雾的侵袭、遵循逃生标志的指引等。
通过将人员的行为建模为复杂网络和智能算法的结合，可以更真实地模拟人员在火灾发生时的行为。
二、建筑疏散模型的优化1. 优化逃生路径选择逃生路径的选择对于人员疏散的速度和效果至关重要。
疏散路径的选择通常可以基于最短路径、最少火源和烟雾侵袭的路径等标准进行优化。
2. 优化逃生标志和疏散指引的布置逃生标志和疏散指引在火灾发生时起着至关重要的作用。
通过优化逃生标志和疏散指引的布置位置，可以更好地引导人员找到最短的逃生路径。
3. 疏散模型的参数优化建筑疏散模型中往往有许多参数需要优化。
通过对疏散模型中的参数进行优化，可以提高疏散效率并减少人员伤亡。
例如，可以优化人员的行走速度、逃生标志的亮度和大小等参数。
4. 优化建筑结构和防火设施为了更好地进行疏散，建筑的结构和防火设施也需要进行优化。
例如，可以提高通道的宽度和数量，增加安全出口的数量，完善自动报警系统和灭火器材的设施等。
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析地铁车站是城市交通系统的重要组成部分，每天都有大量的乘客在车站进出流动。
在一些特殊情况下，如地震、火灾等突发事件发生时，车站需要迅速疏散乘客以确保他们的安全。
对地铁车站的应急疏散进行仿真分析，可以有效提高车站应对突发事件的能力。
社会力模型是一种常用的仿真模型，用于描述人群在应急疏散过程中的行为。
该模型基于人群的个体行为和相互作用，考虑了人群的社会心理因素，如恐慌、规避等，以及环境因素，如损坏的建筑物、堵塞的通道等。
通过仿真模拟人群的行为，可以评估地铁车站的疏散效果，并提供优化建议。
在进行地铁车站应急疏散仿真分析时，需要收集车站的相关数据，如站点布局、通道宽度、乘客分布等。
然后，根据社会力模型的原理，建立仿真模型。
模型中，每个乘客被表示为一个个体，具有一定的行为规则和社会力。
他们会根据当前环境和个人信息，确定最佳路径和速度，并遵守交通规则。
模型还可以根据需要添加一些特殊事件，如紧急事态、感染传播等。
接下来，通过运行仿真模型，可以观察人群在应急疏散过程中的行为和动态变化。
可以评估乘客的疏散时间、疏散路径选择、拥挤程度等指标，并分析疏散过程中的瓶颈和风险点。
根据仿真结果，可以提出一些具体的优化建议，如修改车站布局、增加应急通道、设置出口标识等，以提高车站的应急疏散能力。
需要注意的是，仿真模型的建立和运行需要准确的数据和参数。
在进行地铁车站应急疏散仿真分析时，需要进行充分的调研和数据收集，并进行实地观察和验证。
模型的准确性还受到许多因素的影响，如人群的多样性、心理因素的建模等。
需要对模型进行不断的修正和改进，以提高仿真结果的准确性和逼真度。
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析是一种有效的方法，可以帮助地铁车站评估和优化应急疏散策略。
通过仿真模拟乘客的行为，可以评估疏散效果，提供针对性的改进建议，从而提高车站的安全性和服务质量。
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析现代城市的地铁系统在人们的日常生活中扮演着至关重要的角色，但地铁车站一旦发生突发事件，如火灾、地震、爆炸等，对乘客的安全构成极大的威胁。
为了确保地铁车站能够有效地进行应急疏散，提前进行仿真分析显得尤为重要。
本文将基于社会力模型对地铁车站的应急疏散进行仿真分析，并讨论其应用前景。
一、地铁车站应急疏散的重要性地铁车站通常人员密集，一旦发生火灾、地震等灾害，疏散工作将面临极大的困难。
地铁车站的应急疏散一直是研究者和相关部门关注的焦点。
有效的疏散规划和组织可以提高乘客逃生的时间和安全性，减少潜在的伤亡和财产损失。
对地铁车站的应急疏散进行仿真分析具有重要的现实意义。
二、社会力模型的应用社会力模型来源于物理学中的力学模型，用于描述社会系统中个体的行为与相互作用。
在地铁车站的应急疏散中，乘客之间的相互影响和行为决策是十分复杂的，传统的疏散模型常常难以准确描述这些复杂的行为。
而社会力模型可以较为准确地描述乘客在疏散过程中的行为决策和相互作用，因此逐渐成为研究地铁车站应急疏散的重要工具。
1. 场景选择：选择典型的地铁车站场景作为仿真对象，考虑站台、通道、楼梯等拥挤区域，模拟人群在疏散过程中的行为。
2. 参数设置：设置地铁车站场景的相关参数，如人群密度、疏散路径、安全出口位置等，以及乘客的行为决策参数，如逃生意愿、疏散速度等。
3. 模拟过程：利用社会力模型对地铁车站应急疏散进行仿真模拟，观察乘客的运动轨迹、疏散时间、疏散效率等关键指标。
4. 结果分析：对仿真结果进行分析，评估地铁车站的疏散情况，发现瓶颈和问题所在，并提出改进方案。
1. 准确性：社会力模型可以较为准确地描述乘客在疏散过程中的行为决策和相互作用，能够更真实地模拟地铁车站的疏散过程。
2. 可视化：利用仿真软件，可以直观地展现地铁车站应急疏散的过程，有利于决策者和相关人员对疏散情况的全面了解。
3. 改进方案：通过仿真分析的结果，可以及时发现地铁车站疏散中存在的问题，提出改进方案，并进行模拟验证，有助于提高地铁车站的疏散效率。
仿真分析地铁列车火灾与应对方案
赧 ３０ ０ 疆
２ ＯＯ
车 门紧急解锁手柄被拉下的极端情况下 ，根据乘客告知
的现 场情 况 和通 过 列车 安 防系 统 画面观 察 到 的情 况 ，一
ｌ０ Ｏ
旦确认发生火灾 ，无须去现场确认，以最快速度旁路车
门动 车 ，运行 至前方 车 站 。期 间 ，尽量 使 用广 播 安抚 乘
以下 是针对 第 一 阶段所 开 展 的模拟 分 析 。 （ 四）疏散 结 果及 分 析
隧 噬， 竺 －
图 １ 站 厅 层 图 ２ 龙 岗 线 站 台层
疏 散结 果可 通过 软 件模 拟 。总 的需 要疏 散 时 间Ｒ Ｅ ＳＴ
是 感 知 时 间 、 响 应 时 间 和移 动 时 间 的 总和 ， 在 此取 感
７０ ０ ６０ ０ ５ Ｊ 【 Ｏ ． 里 ４０ ０
５ ．乘客拉下车 门紧急解锁手柄： （ ）车 门紧急解 １
锁手柄拉下后，电客车的反应：各线列车表现不一致，
例 如罗 宝线 列 车会 产 生紧 急制 动 ，蛇 口线 、环 中线列 车 列 车 会 失 去牵 引力 惰 行 ； （ ）在 列 车 发 生 区 间火 灾 ， ２
知 时 间６ ｓ ０ ，响应 时 间３ ｓ ０。
图 ３ 罗 宝线 站 台层
在 模 拟 过程 中 ，列 车 内 的人 员 在９ ｓ ０ 左右 都可 以疏 散 到 站 台上 ，大 部 分 的疏 散 时 间涉 及 由站 台疏 散 到 站
二 、 系统仿 真分析
（ 人数 确 定 一） 针 对 人 员 数 量 ．站 台层 候 车 乘 客 及 工 作 人 员 取 为 ４ ５ ，列 车 人 员 的数 量 根 据 列 车 的 定 员 数 确 定 。 本 ６人 文考 虑 了４ 种人 员密 度 ，在 车 厢 空 余面 积 上每 平 方 米 站 立 ６ 、 ７ 、８ 、９ ，参 照 相 关 列 车 的技 术 规 格 资 人 人 人 人 料 ，确定 ４ 种人 员 密度 下 的乘 客数 量如 表 １ 示 ： 所
地铁车站火灾疏散仿真分析
地铁车站火灾疏散仿真分析田鑫;苏燕辰;李冬;席亚军【摘要】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.%The fire evacuation of subway station was studied.First,it analyzes some of the factors that affect crowd evacuation.They include temperature,toxic gases and visibility.The method of safety evacuation drill was used.It is concluded that the crowd emergency evacuation of carriage time.It comes to the B-type subway through the ability of a single door.It analyzes the safe evacuation time.The cellular automata theory was used to create a people evacuation model.It analyzes the effects of the number of people,the number of exits and the width of exit on evacuation time.It finds that the increase of the number of exports and the increase of the width of the outlet can help shorten the evacuation time.The article also found in thefire before the train station should be evacuated passengers.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)016【总页数】5页(P333-337)【关键词】地铁车站;火灾分析;元胞自动机;疏散演练;疏散仿真【作者】田鑫;苏燕辰;李冬;席亚军【作者单位】西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031【正文语种】中文【中图分类】X932;U231.4;TU921近些年，城市地铁发展迅速，大力发展地铁不仅可以缓解地面交通压力节省空间，并且具有快捷、准时、舒适、大运量、低污染等优点，因此地铁日渐受到人们的青睐。
地铁火灾人员疏散仿真分析及其应对措施
汪 海
（ 圳 市地 铁 集 团有 限公 司 ， 东 深圳 ５ ８ ０ 深 广 １ ０ ０）
摘要 ： 地铁车站人流量大，一旦发生火灾后果十分严重。文章分析 了乘客在 火灾事故 中的行为规律 ，使 用计 算机 的仿 真模拟技 术 ，建 立 了火灾人 员疏散 的仿真 分析模 型 ； 着 应用相 关仿 真程序 ，对 地铁 火 灾人 员疏散 接 的 时间影响进 行 了仿 真 分析 ； 最后探讨 了各 岗位人 员在 火灾事故 中应 采取 的应对措 施 。 关键词 ： 地铁 火灾 ； 真分析 ； 员疏散 ； 口密度 仿 人 人
图 ２ 出 口 个数 与人 员 疏 散 时 间 的 关 系 图
３ ．楼梯 的宽 度对 人 员 疏 散 的影 响 。火 灾 发 生
时，人 员疏散所需 的时间与站台层和站厅层之 间的楼
疏散情形计算 ，即不考虑 自动扶梯 的疏散 能力 ）。列 车设有 ６ 节车厢 （ 满载 时共 １８ 人 ）。站 内疏散人员 ６０
图 ３疏散人数 与疏散 时间的关 系图
２ １ ２ｏ 中阂高新ａｇａ￣ ４５ ０ ２０ －
三 、地铁火灾事故中各 岗位人员的应对措施
正确应对地铁火灾事故，明确各岗位人员的相关职 责，按照制定好的火灾处理程序 、方案和措施进行火灾
行或是组织人 员撤离 。 （ ）对被迫停在 区间隧道 的 ３ 列车布置好防护 ，并对线路 中的其他列车采 取相应措 施 ，如扣车 等 。 （ ）组 织救援列车 的行 进 ，与其他 ４ 调度 员及车 站值 班员 协调沟通 ，以准备 正线行 车 的
置 ，以确定逃 生方 向。 （ ）动态场景 的影响 。如乘 ２
客疏散过程 中 的交流或从众 行为 。 （ ）火灾产物 的 ３ 影响 。如火灾产 生的烟气 、声音和颜色等将对乘客的
应用BIM技术模拟地铁站火灾
应用BIM技术模拟地铁站火灾
张莹;邢志祥;陈浩鹏;汪李金;顾凰琳
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2018(037)008
【摘要】以某地铁站为例,用BIM相关软件Revit建模并导入Pyrosim.应用该模型设置两种通风系统场景,模拟地铁站各位置处的CO浓度、温度.结果表明,将BIM 技术与仿真模拟软件结合,对于提高仿真模拟建模的效率、精细度,方便进行对比分析研究具有重要的意义.
【总页数】4页(P1084-1087)
【作者】张莹;邢志祥;陈浩鹏;汪李金;顾凰琳
【作者单位】常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164
【正文语种】中文
【中图分类】X913.4;U231.4;TU921
【相关文献】
1.基于Anylogic的地铁站火灾人员疏散模拟及结构合理性分析 [J], 蔡湧;赵蕾;艾安源;梅钢
2.岛式地铁站火灾仿真模拟及人员分区疏散研究 [J], 高艺伟;岳丽宏;戴小倩
3.多火源地铁站的火灾模拟及烟气特性分析 [J], 袁林林;杨茉
4.地铁站台火灾烟气模拟分析 [J], 杨杨
5.地铁站台火灾烟气模拟分析 [J], 杨杨
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基于BIM技术的建筑火灾安全疏散仿真研究
基于BIM技术的建筑火灾安全疏散仿真研究基于BIM技术的建筑火灾安全疏散仿真研究摘要：建筑火灾是造成人员伤亡和财产损失的重要原因之一，加强建筑火灾安全疏散研究对于改善火灾事故的防范和应对能力具有重要意义。
本研究通过利用BIM（建筑信息模型）技术，对建筑火灾安全疏散进行仿真研究。
通过建立建筑物的三维模型和模拟火灾事件，可以模拟不同火灾情况下的人员疏散路径和疏散时间，从而为建筑设计和安全管理提供有效的参考和决策依据。
关键词：BIM技术、建筑火灾安全、疏散仿真、建筑设计、安全管理1. 引言建筑火灾是一种发生频率较高的事故，其造成的人员伤亡和财产损失常常不可挽回。
因此，加强建筑火灾安全疏散研究对于提高建筑火灾防范和应对能力至关重要。
在传统的火灾疏散研究中，主要依靠实验室或现场模拟实验，然而这种方法存在许多限制，如成本高、安全风险大等。
因此，采用计算机辅助仿真技术对建筑火灾安全疏散进行研究具有重要的意义。
2. BIM技术在建筑火灾安全疏散仿真中的应用BIM技术是一种基于三维建模的虚拟建筑信息管理技术，它能够对建筑物进行精确的建模和各种模拟分析。
在建筑火灾安全疏散研究中，利用BIM技术可以通过建立建筑物的三维模型来模拟火灾事件，包括火源位置、烟气传播和人员疏散等。
首先，建筑物的三维模型可以通过BIM技术进行准确建模，包括建筑结构、消防设施和人员通道等。
这样可以更好地理解建筑物的几何形状和空间结构，为后续的火灾疏散仿真提供准确的数据基础。
其次，BIM技术可以模拟火灾事件的发生和发展过程，包括火源位置、烟气传播和室内温度分布等。
通过建立火灾模型和利用烟气运动和传播模拟技术，可以模拟出不同火灾情况下的火源位置、烟雾分布和室内气温等信息。
这些信息对于人员疏散的决策和安全管理具有重要意义。
最后，BIM技术可以模拟人员疏散的路径和时间，通过人员行为模型和仿真算法，可以模拟出不同火灾情况下的人员疏散路径和疏散时间。
这些信息可以为建筑设计和安全管理提供有效的参考和决策依据，如确定安全通道的位置和宽度、评估疏散时间的合理性等。
地铁车站火灾应急疏散建模与仿真研究
地铁车站火灾应急疏散建模与仿真研究地铁车站火灾应急疏散建模与仿真研究随着地铁的日益普及，地铁车站成为现代城市人流最为密集的场所之一。
然而，火灾等突发事件的发生时常让人们担忧，特别是当地铁车站处于高峰期时，因人群密集和狭窄的通道，疏散可能会变得更加困难。
因此，对地铁车站火灾应急疏散的建模与仿真研究显得尤为重要。
地铁车站火灾应急疏散建模的目的是通过数学和物理建模的方法，研究火灾发生时人群的行为规律，预测疏散过程的时间和效果，从而为相关部门提供科学依据和合理建议。
研究人员可以利用计算机模拟软件对地铁车站进行虚拟重建，模拟不同火灾情境下人群的行为。
通过分析疏散效果和时间，可以评估现有的疏散策略的有效性，并提出改进的建议。
首先，建立地铁车站人群行为模型是研究的关键。
该模型应该尽可能真实地反映人群在火灾发生时的行为变化，包括在压力下的心理和生理反应。
研究人员可以采用生物力学原理和心理学实验数据等方法，获得人群行为特征的定量描述。
同时，还需要考虑人群的异质性，因为不同年龄、性别、体力等因素会对疏散速度产生影响。
其次，建模还需考虑地铁车站的空间布局和通道设置。
地铁车站通常包括站台、过道和出入口等区域，因此需要将车站的物理结构纳入模型中。
研究人员可以通过测量车站尺寸、通道宽度等参数，构建虚拟的地铁车站模型。
在模拟疏散过程时，还需要考虑人群在行进过程中的拥堵和阻塞，以更准确地模拟现实情况。
最后，利用模型进行仿真实验是评估疏散策略的关键步骤。
通过改变模型中的参数，如火灾的位置、规模和疏散策略的不同组合，可以模拟不同的火灾情景，并评估各种情境下的疏散效果。
研究人员可以提取模拟结果中的关键指标，如疏散时间、人群密度和流动速度等，与实际数据进行比对，评估模型的准确性和可靠性。
地铁车站火灾应急疏散建模与仿真研究的目标是为地铁运营管理部门提供科学合理的应急疏散策略。
通过模拟实验，可以确定最优的疏散策略，减少人员伤亡和财产损失。
公共场所应急疏散模型设计与仿真
公共场所应急疏散模型设计与仿真公共场所的应急疏散是保障人员生命安全的重要措施之一。
设计合理的应急疏散模型能够帮助人们更好地了解疏散过程中的各种因素，优化疏散策略，并为实际应急情况提供决策支持。
本文将针对公共场所应急疏散模型的设计与仿真展开详细探讨。
首先，公共场所应急疏散模型的设计应考虑到场所的特点和人员分布。
不同类型的公共场所，如体育馆、商场、地铁站等，其结构和人员分布情况各不相同。
因此，在设计应急疏散模型时，需要对场所的平面布局、出入口位置、通道宽度等进行充分考虑，并根据实际情况进行模型参数的设定。
同时，考虑到人员特点的差异性，如年龄、身体状况等因素也需要纳入模型中。
其次，应急疏散模型必须考虑人员的行为特点与心理反应。
在实际应急疏散中，人们的行为与心理反应常常会影响整个疏散过程的效果。
因此，模型设计应该充分考虑到这些因素，并结合心理学和行为科学的相关理论进行建模。
比如，人们在面临危险时往往会产生恐慌情绪，可能会导致逃生路径选择的不合理和冲突的产生。
因此，在模型中引入恐慌指数等度量指标，并基于模拟实验得到的数据进行精确的描述，以提高模型的可信度和实用性。
进一步，应急疏散模型的设计应考虑到外部因素的影响。
公共场所的应急疏散常常受到外部因素的干扰，如建筑火灾、地震等。
合理的模型设计不仅需要考虑到人员的疏散过程，还要充分考虑到外部因素对疏散过程的影响。
例如，建筑火灾可能会导致通道阻塞、烟雾弥漫等情况，从而影响人员疏散的速度和效率。
因此，在模型设计中引入这些外部因素，并对其进行精确的模拟和演化，以提高模型的预测能力和真实性。
另外，应急疏散模型的仿真是验证模型的有效手段之一。
通过仿真可以模拟和重现实际的应急疏散情景，验证模型的合理性和准确性。
仿真可以通过计算机模拟软件实现，也可以通过实际演练进行。
计算机仿真可以更加精确地描述人员的运动轨迹、疏散时间等信息，帮助人们更好地理解和优化应急疏散策略。
而实际演练可以将人们直接置于应急疏散环境中，模拟应急状况，检验和完善模型设计。
基于Pathfinder的地铁站火灾应急疏散仿真研究
1、数据采集
为了提高模拟的准确性，本研究通过实地调查和文献资料收集，获取了商业 综合体的建筑结构、材料、布局以及人员流动等情况，并进行了详细的数据整理 和分析。
2、实验设计
根据商业综合体的实际情况，本研究设计了多种火灾场景和疏散方案，并对 每个场景和方案进行了多次模拟实验，以获取足够多的数据支持。
2、参数设置
在模型建立完成后，需要对人员行为模型、疏散路径模型等参数进行设置。 这些参数可以根据实际数据进行调整，以反映不同情况下人员的行为特征和选择 偏好。例如，可以根据历史数据统计出人员在紧急情况下的行走速度、避难行为 等参数。
3、模拟运行与结果分析
完成参数设置后，可以出人员在火灾情况下的应急疏散过程。通过模拟结果，可以观察到人员 在不同时刻的分布情况、疏散路径选择、疏散时间等方面的信息。通过对这些数 据的分析，可以评估出地铁站火灾应急疏散的效率和安全性。
4、完善消防设施设备。地铁站应当配备齐全的消防设施设备，包括灭火器、 自动喷水灭火系统等。同时，应当定期检查设备是否正常运行，及时维修更换损 坏的设备，确保在紧急情况下能够正常使用。
5、加强与其他部门的协作。地铁站火灾应急疏散需要与其他部门协作配合， 如公安、医疗、交通等部门。应当建立协作机制，明确职责分工，加强信息共享 和协同行动，确保在紧急情况下能够迅速响应并有效应对。
一、Pathfinder概述
Pathfinder是由美国紧急事件管理学院开发的一款紧急疏散仿真软件，主要 用于对人员疏散过程进行模拟和评估。Pathfinder可以基于建筑物或空间的结构 信息，结合人员行为模型、疏散路径模型等，模拟出人员在不同场景下的疏散行 为和过程。Pathfinder具有较高的灵活性和扩展性，可以根据不同场景的需求进 行定制化应用。
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析
基于社会力模型的地铁车站应急疏散仿真分析地铁作为城市公共交通的重要组成部分，承载着大量乘客的出行需求。
由于种种原因，地铁车站发生紧急情况的可能性并不低，如火灾、恐怖袭击、地震等，这时地铁车站的应急疏散工作显得尤为重要。
为了更好地应对紧急情况，利用仿真技术进行地铁车站应急疏散分析已经成为一种有效的手段。
本文将基于社会力模型对地铁车站应急疏散进行仿真分析，探讨其在实际应用中的作用。
一、社会力模型介绍社会力模型是一种基于人类社会行为规律的仿真模型，它模拟了人类在面对紧急情况时的行为特征。
社会力模型的核心思想是将人群中每个个体都看作是一个受力的物体，个体之间相互作用产生的力被建模为社会力。
通过对社会力的建模，可以模拟出人群在紧急情况下的行为规律，包括行人的移动轨迹、避让行为、拥挤状况等。
二、地铁车站应急疏散分析1. 地铁车站人流特点地铁车站作为交通枢纽，每天都承载着大量的客流。
在高峰时段，地铁车站的客流量甚至会达到高峰。
由于地铁车站空间有限，并且存在着通道、闸机等瓶颈，一旦发生紧急情况，地铁车站的疏散工作将会面临巨大的挑战。
对地铁车站应急疏散进行仿真分析具有重要的意义。
2. 社会力模型在仿真分析中的应用基于社会力模型进行地铁车站应急疏散分析，可以对人群的行为特征进行建模，模拟出紧急情况下人群的移动轨迹、拥挤状况等。
通过仿真分析可以得出人群疏散的时间、路径、拥挤程度等关键参数，为地铁车站的疏散工作提供科学依据。
3. 仿真分析的结果三、实际应用意义地铁车站应急疏散仿真分析基于社会力模型的实际应用意义十分重大。
它可以帮助地铁管理部门评估地铁车站在紧急情况下的应急疏散能力，发现疏散难点和薄弱环节，为优化地铁车站布局、改进疏散通道、提升应急响应能力提供依据。
它可以帮助地铁工作人员进行应急演练和培训，提高他们在紧急情况下的操作水平和应对能力。
它可以提高地铁乘客的安全意识和自救能力，使他们在紧急情况下能够冷静应对，减少人员伤亡和财产损失。
轨道车辆火灾仿真模拟研究
轨道车辆火灾仿真模拟研究摘要：本文通过对轨道车辆火灾仿真场景的设计，使用PyroSim软件模拟了地铁车辆行李起火后火灾发展情况，从监测剖面温度、能见度、CO2浓度和CO浓度的空间分布情况可知，高度方向上，在车厢上下部空间存在明显的烟气分层现象；车长方向上，火源位置导致车厢前部烟气浓度较大。
关键词：火灾仿真场景设计；PyroSim软件；火灾仿真模拟1火灾仿真场景设计1.1火灾场景概况根据GB/T31593.4-2015《消防安全工程第4部分：设定火灾场景和设定火灾的选择》，火灾场景，是指对一次火灾整个发展过程的定性描述，该描述确定了反映该次火灾特征并区别于其他可能发生火灾的关键事件。
火灾场景通常要定义火灾发生、增长、完全发展和衰减等阶段，以及影响火灾发展过程的各种系统和环境条件。
1.2火灾场景设计要素每个火灾场景可由特定火灾事件及其环境状況，以及一系列相关消防设施情況来描述。
有关特定火灾事件及其环境状況的描述是火灾场景特征描述必需的内容，而相关消防设施的情況可由消防安全设计给出。
因此，一个火灾场景描述的是火灾事件本身情况以及与非设计要素相关的环境状況，如：—火灾类型（人为纵火、意外着火等)；—车厢内部通风条件；—外部环境条件；—点火源的类型、尺寸及位置；—可燃材料的类型和分布；—火灾荷载密度；1.3火灾场景分析地铁车辆在运行过程中会保持车门紧闭，在车厢内发生火灾时，未到达安全地段，不会采取打开外门或砸窗的方式进行逃生，一般选择运行到下一站停车疏散人员。
考虑到如车厢高度封闭的设计加之外门关闭以及车窗完好，车厢内部会形成与外界相对隔离的环境。
同时，由于车厢材料具有一定耐火极限，车厢内部还会与外界形成良好的防火分隔。
因此，地铁车辆在运行状态下，均可保持内部温度、湿度、空气流动的稳定。
根据上述分析，在本次设计火灾场景中，仅考虑车厢内部火灾，并且在模拟过程中车厢两侧车门保持关闭状态。
外部边界设为Open状态。
地铁站火灾人员疏散仿真分析及应用研究的开题报告
地铁站火灾人员疏散仿真分析及应用研究的开题报告一、研究背景近年来，随着城市化的进程，地铁已经成为了人们出行的主要方式之一。
尤其是在大城市中，地铁的运行量非常大，搭乘人数也非常多。
然而，由于地铁站设施相对密闭，一旦发生火灾等紧急情况，容易造成人员拥挤和踩踏等情况，威胁旅客的生命安全。
因此，研究地铁站火灾人员疏散仿真分析及应用已经成为了当前比较热门的研究课题之一。
二、研究目的与意义本研究旨在探究地铁站火灾紧急情况下人员疏散的仿真模拟方法，结合大量的实地调查和实验数据进行疏散效果的分析，找出疏散中存在的问题并提出相应的改进措施，提高地铁站火灾疏散效率，减少人员伤亡，保障人民生命财产安全。
三、研究内容与思路1. 分析地铁站火灾影响因素及疏散需要注意的问题。
2. 基于事件树分析法和行为生态学原理，建立地铁站火灾人员疏散模型，对模型进行仿真模拟，探讨不同因素对人员疏散的影响。
3. 针对模拟结果中存在的问题提出改进方案，如加强安全建设、完善紧急救援体系、优化站内设施等。
4. 利用仿真工具对改进方案进行验证和优化，提高疏散效率。
四、研究方法与技术路线1. 理论研究：通过文献资料的整理与分析，学习地铁站火灾疏散的现有理论和方法，深入了解疏散中需要注意的问题。
2. 实地调查：采用问卷调查和访谈等方式，了解地铁站的人员流量、乘客行为、站点地形、疏散区域的设计等情况，为建立疏散模型提供参考。
3. 建立火灾人员疏散模型：基于事件树分析法和行为生态学原理，建立地铁站火灾人员疏散模型。
4. 仿真模拟与分析：利用疏散模型进行仿真模拟，分析模型中因素对疏散效果的影响。
5. 提出改进方案：针对仿真中存在的问题提出改进方案。
6. 仿真优化：利用仿真工具对改进方案进行验证和优化。
五、预期成果本研究通过分析地铁站火灾人员疏散的相关因素和问题，建立相应的仿真模型，并提出相应的改进方案，预计实现以下目标：1. 建立适用于地铁站火灾人员疏散的仿真模型。
基于虚拟仿真的城市轨道交通应急处置实训系统开发
学术论坛/ A c a d e mi c Forum基于虚拟仿真的城市轨道交通应急处置实训系统幵发魏仁辉，刘奇，高琳(西安铁路职业技术学院交通运输学院，陕西西安710014)摘要：城市轨道交通突发事件应急演练对于突发事件发生后减弱影响和后果具有极其重要的意义，而日常的应急演练培训是保证成功应急处置突发事件的前提和保证。
鉴于城轨领域的特殊性来说，安全责任要求高的情境应急演练任务和操作，投入成本过高的应急演练项目，重复实施困难、周期过长或无法再现的场景，这些受环境、成本、风险等因素所限，无法完全融合到各种现实场景中进行，不易开展实地实际设备的应急演练，可以 利用众多高新技术支撑的虚拟现实技术予以仿真再现，学生从中获得参与的情境体验。
关键词：城市轨道交通应急处置；虚拟仿真；实训虚拟仿真实训系统可方便地创设各种情景，模拟 真实场景，通过设置不同的任务情景，使各岗位人员明确在发生自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社 会安全事件后，应该做什么、能够做什么、如何去做，以及如何与其他应急部门和人员协同作业。
另一方面，虚拟仿真演练可以发挥虚拟技术直观、形象的功能，提高设备应用和作业流程的透明度，使复杂的流程与操作问题简单化，从而促使学生在有限的空间和时间内掌握更多的实践知识，知识传授的速度和强度会大大提局。
1系统幵发原理1.1系统原理(1 )虚拟机器人（A I )技术。
学员可以任意模拟 扮演车站站务各岗位，对于其他配合学员完成任务的辅助角色，如调度、司机、列车、邻站值班员、乘客、其他部门人员等，均由系统虚拟不同的角色机器人在后台配合作业，每个角色在后台自动完成工作，各个 辅助角色的联控对话、命令复诵、通知等语音信息同时以声音和文字形式呈现给学员。
各个角色的操作动作、当前状态等信息可以以文字信息的形式呈现给学员。
每个角色的各种动作、语 音将被系统全程记录到曰志文件，并可以实现回放。
(2)虚拟仿真系统开发框架。
系统开发本着简化 科研人员的幵发工作，提升工作效率并降低研发成本的目的，进行幵发框架设计。
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
6.火灾模拟热电偶布与切片布置 为量测对应关键位置点温度、可见度和CO浓度随时间的变化， 本次模拟中将四个出入口与站厅层交接位置分别布置四组热电 偶，分别在站厅层以及站台层距地面高1.5m处布置切片。
地铁车站火灾模拟热电偶布置图
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
1. 地铁车站建筑结构模型
站厅模型剖面图 站台模型剖面图
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
站台层空间展示 站厅 层空 间展 示
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一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
隐藏部分图元后的楼梯展示
6
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
2. 地铁车站基础设施模型
2. 地铁车站基础设施模型
屏蔽门建模效果展示
9
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
➢ 将BIM技术与Pyrosim火灾模拟软件结合，利用 BIM技术的优势，优化原有的工作流程，在 Pyrosim中实现基于BIM的火灾模拟。
➢ Pyrosim软件集成了FDS火灾模拟软件中的FDS和 SmokeView两个部分。它能提供一个图形用户界 面，自动完成FDS文件的编写，建模完成后，可调 用FDS计算核心，然后调用SmokeView进行计算 结果后处理并显示。
6.火灾模拟热电偶布与切片布置
地铁车站火灾模拟切片布置图
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
7. 铁车站内火灾烟气模拟结果与分析
(a) T=50s
(b) T=70s
(c) T=125s
(d) T=157s
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
7. 铁车站内火灾烟气模拟结果与分析
(a) T=50s
第五讲
2020年6月
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
地铁车站建筑结构模型一般包括墙、梁、板、柱、门窗等基 础构件，需要获取的信息主要为相关尺寸、空间位置、材质 信息等。以某地下两层岛式车站为例建立地铁车站建筑结构 模型，该车站地下一层为站厅层，地下二层为站台层。
某地铁车站应急管理BIM模型展示
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
5. 地铁车站火灾模拟网格划分
由于疏散模型都必须对建筑空间进行描述，以模拟人员在建筑内部 的疏散过程。因此，需要对所建的地铁车站BIM模型进行网格细分， 共划分397500个0.5 m×0.5 m×0.5 m立方体小网格。
地铁车站火灾模拟网格划分分布图
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2
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
添加地铁车站
站
基础构件时除了
厅
注意尺寸、位置
层
等参数，还应添
防
加相应的材质
火
信息。必要时，
对部分基础构件， 如防火分区墙等， 添加耐火等级等 信息，以供后期 进行火灾模拟使 用。
分 区 墙 基 本 信 息
3
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
相邻的闸机
参数 长 宽 长 宽 高差
数量
数量
数量
中心距离 跨度长
数值 118m 12 m 95 m 21.5 m 5.0 m
3部（直梯1，楼梯2）
4个
4个
0.85m 1.2m
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2.地铁车站BIM模型建立
地铁车站站厅层平面
地铁车站站台层平面
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
4. 边界条件与火源参数
序号 1 2 3 4
5
6 7 8
边界条件与火源参数表
类型 火源位置 仿真运行时间 环境初始温度 环境初始相对湿度
应急通风方式
火灾增长类型 火灾热释放速率 火源功率增长系数
参数 站台层中心，且无列车停靠 600s 20℃ 50％ 站台主风机和两侧站间辅助 风机同时排风
快速火 5MW 0.0469kW/S2
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
7. 铁车站内火灾烟气模拟结果与分析
(C) T=125s
➢在125s时时，在站台和站台层公共区域已充满 大量的烟气；
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
7. 铁车站内火灾烟气模拟结果与分析
(d) T=157s
➢在157s时站台、站台层公共区域基本充满烟气， 人员已无法疏散逃生。
3. 基于BIM与Pyrosim的火灾模拟流程
Pyrosim
建立Байду номын сангаас型
创建网格 创建表面 创建障碍物 创建通风口 创建火源 创建探测设备
设定反应与材料 设置截面
FDS
模拟运算
Smokeview
结果分析
设定模拟参数
火灾模拟运算 烟气蔓延过程 温度分布 CO浓度分布 可见度分布
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
➢在50s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 站厅层，并上升到站厅层顶部并向周边蔓延， 站厅层迅速有烟气存在；
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
7. 铁车站内火灾烟气模拟结果与分析
(b) T=70s
➢在70s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 站厅层，并上升到站厅层顶部并向周边蔓延， 站厅层迅速有烟气存在；
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
8.地铁车站内火灾温度模拟结果与分析
(a) T=80s (c) T=230s
(b) T=160s
(d) T=420s
基础设施模型包括售票机、闸机、扶梯、屏蔽门、疏散标志 等，在Revit平台下，没有某些基础设施没有标准的族样，所 以大部分基础设施模型需要通过搜集相关资料进行单独内建。
扶梯建模效果展示
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一、地铁车站应急管理BIM模型建模
2. 地铁车站基础设施模型
闸机及隔离栏杆建模效果展示
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一、地铁车站应急管理BIM模型建模
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2.地铁车站BIM模型建立
地铁车站BIM模型是对整个地铁车站的3D数字化真实的描述，为火灾 模拟与应急疏散仿真提供基础环境，所建立的地铁车站BIM模型为两 层岛式地下车站，其中地下一层、二层分别为站厅层和站台层。
名称 站台层
站厅层 站台层与站厅层高差
扶梯 出入口 检票口
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
1. Revit软件与Pyrosim软件数据交流 Revit软件和Pyrosim软件数据流通的通用文件格式为DXF格 式。将地铁车站BIM模型从Revit中导出为DXF格式,然后将 DXF文件导入进Pyrosim中。
DXF文件导入Pyrosim效果展示
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