消防安全人员疏散软件的比较

人员疏散软件的比较
一、人员疏散软件－Simulex
1Simulex软件简介
Simulex的开发公司是由苏格兰集成环境解决有限公司（Integrated Environmental Solutions Ltd）的Peter Thompson博士开发，用来模拟大量人员在多层建筑物中的疏散。

年费1000英镑，永久使用2600英镑，采用C++语言编制。

只能模拟在紧急情况下人员的疏散活动，不能模拟在建筑物正常运作情况下的人流运动。

2软件应用能力
2.1疏散能力
可以模拟大型、复杂几何形状、带有多个楼层和楼梯的建筑物，可以容纳上千人，用户可以看到在疏散过程中，每个人在建筑物中的任意一点、任意时刻的移动。

仿真结束后，会生成一个包含疏散过程详细信息的文本文件。

2.2场景设置
Simulex把一个多层建筑物定义为一系列二维楼层平面图，这些楼层平面通
过楼梯相连接。

从每一个楼层进入楼梯的出口要在楼层平面窗口和楼梯窗口都指定。

楼梯和楼层片面由“link”连接，在模型中将其位置放在出口的位置。

模型
中的人员可以通过连接从楼层进入楼梯，反之亦然。

Simulex无内置制图工具，楼层平面图必须来自于CAD软件包，例如AutoCAD，CADD，或者QuickCAD。

平面图必须用标准的二维DXF文件格式存储。

2.3人群设定
Simulex用三个圆来代表每一个人的平面面积，精确地模拟了实际的人员。

每一个被模拟的人由一个位于中间的不完全的圆圈，和两个稍小的、与中间的圆重叠的肩膀圆圈所组成，它们排列在不完全的圆圈两侧。

如下图所示
simulex人群设定
2.4楼梯及连接定义
Simulex假设一个楼梯可以用二维线性走廊代替，三维螺旋形楼梯也被简化成二维直线形式。

对于连接的定义，用户需要在楼层平面和楼梯之间定义特定宽度的连接，以构造一栋建筑物的三维形式。

无论何时，只要楼层平面和楼梯之间有开口就需要一个连接，每一个连接都有宽度和位置。

2.5出口定义
最终出口直线代表了建筑物中人员的最终目标，当一个人到达最终出口，就认为已经逃生。

2.6烟雾影响
至今Simulex还没有尝试模拟能见度和毒性危害可能对人员产生的影响，无法反应火灾对于人群疏散的影响。

Simulex界面图
二、人员疏散软件——EXODUS
1、EXODUS软件简介
EXODUS由英国格林威治大学开发，模拟紧急情况下和非紧急情况下的建筑物中人员疏散问题。

采用面向对象技术，以C++语言开发而成。

EXODUS软件只用于windows系统：XP和VISTA。

其包含多个子模型，如bulidingEXODUS模拟一般建筑物中的人群疏散，Airexodus:模拟飞机环境的人员疏散模型，MaritimeEXODUS用于海洋环境的人员疏散模型，VREXODUS专门用于观察三维疏散模拟过程。

2、软件应用能力
2.1疏散能力
EXODUS应用广泛，典型案例如Dsseldorf机场的二次开发，埃及金色金字塔广场，纽约2nd 街道地铁扩建,圣弗朗西斯科地铁，伦敦千禧年殿，悉尼奥林匹克体育场，世界贸易中心911人员疏散分析。

只需要最小PC规格: 奔腾II 300MHz, 128MB内存。

典型的软件性能如：- 1000 人, 2500平方米室内空间, 15 秒使用1.9GHz, 1Gb PC
- 8,200 人，在110层楼房, 25分钟使用3.6GHz, 3Gb PC
2.2场景设置
EXODUS可以通过自带的建模工具来建模，也可以通过CAD导入的方式来导入建筑物模型，导入的建筑模型主要为dxf格式文件。

对于不同的软件模块设置了不同的场景。

比如对于模拟海洋平台的模块MaritimeEXODUS，融入了电梯、船舱、放水门以及台阶的场景。

EXODUS模型
2.3人群设定
同Simulex相似，用三个圆来代表每一个人的平面面积，精确地模拟了实际的人员。

每一个被模拟的人由一个位于中间的不完全的圆圈，和两个稍小的、与中间的圆重叠的肩膀圆圈所组成，它们排列在不完全的圆圈两侧。

可以输入人员的性别、年龄、速度和耐心。

如下图所示
人员的图片格式，依次为男性、女性
2.4烟雾影响
通过使用FED模型确定出的有毒性计算，仿真逃难者对火灾中刺激性气体的反应；
实现火场环境和某些建筑特征的变化。

通过引入火灾模拟区域模型CFAST或者场模型smartfire的结果文件来实现
3、用于海洋环境的人员疏散模型——MaritimeEXODUS
MaritimeEXODUS是专门用于海洋环境的人员疏散模型。

此模型追踪的是当
乘客们集中在其指定的集合点并等待弃船的命令时，他们每个人的避难路径。

如果乘客受到火灾的影响时，maritimeEXODUS考虑到这一点，并预测乘客是否有
可能战胜火灾的影响，比如热、烟和毒气。

可以模拟事故重建、旅游轮船、滚装货轮、巡游轮船、海军舰艇、离岸设施等。

能够模拟非疏散步骤，比如登船等。

maritimeEXODUS因获得了海洋业最权威的一些奖项而与众不同，比如，2002年RINA/LR轮船安全奖和IT轮船运作CITIS创新奖。

maritimeEXODUS同样被UK MOD认可为“最能满足MOD需求的逃难工具，能制定战舰逃难设计指南和评估”。

作为EXODUS家族的一部分，maritimeEXODUS在2001年还被授予BCS奖的殊荣，在2004年赢得女王周年奖，并在2004年获得欧洲IST奖。

MaritimeEXODUS模拟场景
3.1疏散能力及特点
MaritimeEXODUS完全符合IMO MSC 1238 (人群仿真)标准，可以模拟鞋跟和衣物对乘客行走速度的影响。

对于特定的海洋环境，可以模拟穿救生衣对乘客行走速度的影响，重获救生衣对于速度的影响，以及能够包括逆流，弃船阶段等影响。

对于场景的设置完全满足海洋平台的需要，能够与CAD制图接口，融入电梯，船舱，防水门和600节台阶。

能够融入火、烟、热和毒气的影响。

根据拥挤水平进行LSA选择，自动识别IMO关键拥挤水平，标记和可见性排水区(VCA)。

：maritimeEXODUS 预测在大型客轮上召集乘客的时间
4、用于火灾建模的SMART CFD系统——SMARTFIRE
4.1、SMARTFIRE软件简介
SMARTFIRE是英国格林威治大学的火灾安全工学小组（FSEG）开发出的，高精度计算流体动力学（CFD）的火灾模拟环境。

SMARTFIRE不同于其它的火灾模拟CFD软件，作为在火灾工学利用的火灾模拟工具，它的开发设计明确，是建立在FSEG20年以上CFD火灾建模经验基础之上的产物。

SMARTFIRE向火灾工学者
提供了一个可以在电脑上进行高速火灾模拟解析的火灾实验室，让火灾工学者无须在CFD、软件的问题上费神，可以集中精力从事设计，同时还具有问题设定、设计容易有效的避难解析等多项独有的功能。

4.1软件能力及特点
复杂形状高速化建模的CAD界面，对应火灾解析的自动网格生成，物理•数值参数的快速设定、对话型的解析过程图解法用户建模界面，计算时间大幅缩短、并列计算功能。

复杂火灾数据可以容易地导入到避难模拟，与软件包EXODUS 的半自动联接。

气态燃烧模型，毒气生成预测模型，喷水器和洒水车建模能力，解析结果的高速访问，强大的后处理可视化环境。

完全非构造化网格功能，固形燃料燃烧模型，LES湍流模型，试验引擎方案控制，混合环境模型。

三、人员疏散软件——STEPS
1、STEPS软件简介
STEPS（simulation of transient evacuation and pedestrian movements，瞬态疏散和步行者移动模拟）是一个三维疏散软件。

由Mott MacDonald设计。

该软件可以模拟办公区、体育场馆、购物中心和地铁车站等人员密集区域在紧急情况下的快速疏散。

2、软件应用能力
2.1疏散能力
STEPS可以模拟多层，结构复杂的建筑物，并且对疏散人数没有要求。

显示为三维疏散过程，可以动态监测人员的疏散行为。

可以模拟正常情况下以及紧急情况下两种疏散过程。

STEPS已经被应用于一些世界级的大项目，包括：加拿大埃得蒙顿机场、印度德里地铁、美国明尼阿波利斯LRT、英国生命国际中心和伦
敦希思罗机场第五出口铁路/地铁。

2.2场景设置
对环境的描述是STEPS的一个关键特性，它有很大的灵活性来模拟各种建筑类型。

在这些建筑物之内，自然瓶颈和限制，例如走廊、座位、零售店、电话亭、分割墙、文件柜和桌子，可以与滚梯和直梯一起被模拟——按照希望改变它们的速度、方向和运输能力。

STEPS还可以模拟交通运输工具，如火车、地铁、汽车等。

内置建模工具，可以在软件中生成几何模型，并且接受外部几何的导入，如Autocad的dxf格式文件。

人物模型可以选择三维实体模型，具有逼真形象的效果，各种障碍物、交通工具、平面等通过栩栩如生的建模技术，用户可以身临其境分析疏散过程。

出口的流量可以设置为宽度和容量的函数，容量值可以根据一定标准或者设定常规的值
2.3人群设定
基于人群的基本运动原理，主要采用元胞自动机模型来模拟人员的疏散行为，对人群描述充分，能够根据实际情况作出正确的设定
STEPS具有很大的灵活性，因为它可以分配具有不同属性的人员，给予他们各自的耐心等级和适应性，也可以指定年龄、尺寸和性别。

在任意时刻，可以模拟无限制的人员，每一次都可以具有他们自己的议程——例如，可以被包括象停下来打电话和等公共汽车的动作。

通过与基于建筑法规标准的设计作比较，STEPS的有效性已经得到验证。

因此，它能够按照推荐的方法，例如NFPA等法规，计算疏散和行走时间。

Steps人群设定
2.4烟雾影响
可以模拟火场环境对人员疏散的影响，接受外部烟雾文件的导入，如FDS、CFAST、CFX等。

2.5后处理
后处理功能丰富，使用带颜色的等值线图来描述特别的面和面的局部信息，这些包括当地的人群密度，Fruin水平和使用水平；静止图片有JPG, TIFF, PNG 和BMP格式一样，动画也可以根据固定或者移动的视角调整AVI格式中的记录顺序；可以将主要数据输出成CSV文本文件，可以输入到某些数据包里面做进一步的分析。

四、人员疏散软件对比
1、simulex与EXODUS的区别
1)Simulex不能反应火场环境对于人员疏散的影响，EXODUS可以引入火场
的具体情况，与smartfire软件耦合。

2)Simulex不能设置交汇楼梯，EXODUS可以。

3)Simulex只能二维显示建筑物和疏散，EXODUS 通过使用VREXODUS模块
可以观察三维疏散模拟过程。

4)EXODUS包含多个子模型，如EXODUS模拟一般建筑物中的人群疏散，
Airexodus:模拟飞机环境的人员疏散模型，MaritimeEXODUS用于海洋环
境的人员疏散模型，VREXODUS专门用于观察三维疏散模拟过程。

2、simulex与STEPS的区别
1)simulex软件易用性极强，所有的内部参数，例如步速快慢、网格大小、都由系统设置，用户只需要设置人员的类型，例如职员、顾客、学生等，系统会自动分配男人、女人、儿童的比例、速度；而STEPS的使用则要求使用者具有更高的专业速度，人员的行走速度、男女老幼的比例等，皆需要用户自行设定。

2)simulex软件为二维平面软件，显示效果直观，较为简单。

与此相比，steps 的显示效果比较好，主要是三维显示，各种障碍物、交通工具、平面等通过栩栩如生的建模技术，使用户可以身临其境的分析疏散过程
3)simulex软件采用基于等距图的行走算法，此方法虽然不能够动态选择出口，只能预先分配疏散途径，但是对人员行走过程中各种动作的模拟，包括避让、超越、速度变化、排队、身体摆动等，确是基于大量实验统计数据的基础上总结出来的算法，因此对于疏散中人员的行走过程刻画的异常真实；而STEPS在行走算法上则相形见绌，人员只能够以呈45°角的8个方向行走，同一组人员在同一平面上以相同的速度前进，避让、超越不能描述，速度随人员密度动态调整可以定义。

STEPS 的特色在于其在出口选择上，它的动态打分系统能够让模拟人员根据拥挤程度、耐心程度、距离远近等随着随地进行出口的调整。

3、软件代理商
STEPS:安世亚太科技股份有限公司（/ch/index.html）Simulex:西迪阿特科技有限公司（/）
EXODUS: 北京格瑞纳电子产品有限公司(/exodus)。