复杂建筑人员密集区域疏散模型

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.05.003

中国安全科学学报 ›› 2019, Vol. 29 ›› Issue (5): 13-18.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.05.003

复杂建筑人员密集区域疏散模型

陈一洲¹ 副研究员, 陈文涛^**2,3 助理研究员, 张无敌⁴, 韩晶⁵, 周欣鑫¹, 王志伟¹

1 中国建筑科学研究院有限公司公共安全研究院中心,北京 100013;
2 武汉理工大学中国应急管理研究中心,湖北武汉 430070;
3 中国职业安全健康协会,北京 100011;
4 中国矿业大学北京能源与矿业学院,北京 100083;
5 北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083

收稿日期:2019-02-05 修回日期:2019-04-06 发布日期:2020-11-02
通讯作者: **陈文涛(1983—),男,安徽宿松人,博士,助理研究员,主要从事安全风险评估与应急管理研究。E-mail:cwt123@vip.sina.com。
作者简介:陈一洲(1982—),男,甘肃通渭人,博士,副研究员,从事人员疏散、风险评估及应急管理等方面的研究。E-mail:yzchen2013@tsinghua.edu.cn。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017YFC0803300);中国建筑科学研究院科研基金资助(20160111330730034)。

Research on evacuation model in densely populated area in a complex building

CHEN Yizhou¹, CHEN Wentao^2,3, ZHANG Wudi⁴, HAN Jing⁵, ZHOU Xinxin¹, WANG Zhiwei¹

1 Institute of Public Safety Research, China Academy of Building Research, Beijing 100013, China;
2 China Research Center for Emergency Management, Wuhan University of Technology, Wuhan Hubei 430070, China;
3 China Occupational Safety and Health Association, Beijing 100011, China;
4 School of Energy and Mining Engineering, China University of Mining and Technology-Beijing, Beijing 100083, China;
5 School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

Received:2019-02-05 Revised:2019-04-06 Published:2020-11-02

摘要/Abstract

摘要： 为有效评估复杂建筑人员密集区域发生突发事件时的人员疏散能力,结合人员疏散的移动速度、疏散时间、人群密度等3个方面的动力学控制方程,构建复杂建筑人员密集区域的人群疏散数学模型;以某商场突发事件为例,分别用该模型和Pathfinder软件模拟的方法,计算该商场人员疏散时间。结果表明:移动速度、疏散时间、人员密度等三者相互影响、控制,最终影响疏散效率;人群疏散数学模型与Pathfinder软件仿真模拟的疏散时间相符,并且该模型的计算结果反映出疏散时间主要与建筑物的楼层数目、人群移动速度、人群密度以及楼梯的物理参数等有关;该模型预判出疏散人员在楼梯口易发生堵塞且最占用疏散时间。

关键词: 复杂建筑, 密集区域, 人员疏散, 数学模型, 仿真模拟

Abstract: In order to effectively assess the evacuation ability in crowded place of a complex building in the event of an emergency, combined with the dynamic control equations of the evacuation speed, evacuation time, and population density, the mathematical model of crowd evacuation in a complex building was constructed. Taking a sudden event in a shopping mall as an example, the model and the Pathfinder software simulation method were used to calculate the evacuation time. The results show that the moving speed, evacuation time and personnel density influence and control each other, which ultimately affects the evacuation efficiency. The evacuation time obtained by the mathematical model is consistent with that simulated by Pathfinder software, and the calculation results of the model reflect that evacuation time correlates with the number of floors of the building, the speed of movement of the crowd, the crowd density, and physical parameters of the stairs. The model predicts that blockage is more likely to occur at the stairway and takes up most of the evacuation time.

Key words: complex building, dense area, evacuation, mathematical model, simulation

中图分类号:

X928.03

陈一洲, 陈文涛, 张无敌, 韩晶, 周欣鑫, 王志伟. 复杂建筑人员密集区域疏散模型[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(5): 13-18.

CHEN Yizhou, CHEN Wentao, ZHANG Wudi, HAN Jing, ZHOU Xinxin, WANG Zhiwei. Research on evacuation model in densely populated area in a complex building[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(5): 13-18.

参考文献

[1] 蔡美静. 基于复杂建筑结构和行走环境变化的行人流动力学建模及复杂性研究[D]. 桂林: 广西师范大学, 2016.
CAI Meijing. Pedestrian flow dynamics modeling and complexity research based on complex building structure and walking environment changes[D]. Guilin: Guangxi Normal University, 2016.
[2] 李锋, 刘晓强. 基于Agent和元胞的火灾逃生仿真模型应用研究[J]. 系统仿真学报, 2008, 20(15): 4 163-4 167.
LI Feng, LIU Xiaoqiang. Application research of fire escape simulation model based on Agent and cell[J]. Journal of System Simulation, 2008, 20(15): 4 163-4 167.
[3] 赵宇宁, 党会森. 教学楼应急疏散演练方案改进研究[J]. 中国公共安全: 学术版, 2011(3): 52-55.
ZHAO Yuning, DANG Huisen. Research on improvement of emergency evacuation exercises in teaching buildings[J]. China Public Safety: Academic Edition, 2011(3): 52-55.
[4] 郑霞忠, 田丹, 谢雪凌, 等. 考虑被疏散者汇流的楼梯疏散模型[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(8): 168-173.
ZHENG Xiazhong, TIAN Dan, XIE Xueling, et al. Stair evacuation model considering the confluence of evacuees[J]. China Safety Science Journal, 2018, 28(8): 168-173.
[5] 田西柱. 基于高密度人群的人流行为分析[J]. 物联网技术, 2013(12): 88-89.
TIAN Xizhu. Analysis of human epidemic based on high-density population[J]. Internet of Things Technology, 2013(12): 88-89.
[6] 高国平, 管昌生. 考虑帮助行为的人员疏散元胞自动机模型[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(1): 56-61.
GAO Guoping, GUAN Changsheng. Cellular automaton model for evacuation considering help behavior[J]. China Safety Science Journal, 2018, 28(1): 56-61.
[7] 朱伟, 王亚飞, 马英楠, 等. 紧急疏散路径选择行为的实验研究[J]. 中国安全生产科学技术, 2016, 12(3): 115-121.
ZHU Wei, WANG Yafei, MA Yingnan, et al. Experimental study on emergency evacuation path selection behavior[J]. China Safety Science and Technology, 2016, 12(3): 115-121.
[8] 周杰松, 邓永恒. 基于AnyLogic的机场航站楼应急疏散仿真研究[J].现代计算机: 专业版, 2017(14): 82-84.
ZHOU Jiesong, DENG Yongheng. Research on the simulation of emergency evacuation from the terminal building based on AnyLogic[J]. Modern Computer: Professional Version,2017(14): 82-84.
[9] LEVIN B. A simulation model of occupant decisions and actions in residential fires[C]. Proceedings of the Second International Symposium on Fire Safety Science, 1989: 561-570.
[10] HELBING D, FARKAS I, VICSEK T. Simulating dynamical features of escape panic[J]. Nature, 2000, 407: 487-490.
[11] HOOGENDOORN S P, BOVY P H L. Pedestrain and evacuation dynamics[M]. Berlin: Springer, 2001: 123-154.
[12] 陆君安, 方正, 卢兆明, 等.建筑物人员疏散逃生速度的数学模型[J]. 武汉大学学报: 工学版, 2002, 35(2): 66-70.
LU Jun'an, FANG Zheng, LU Zhaoming, et al. Mathematical model of evacuation speed of building personnel[J]. Engineering Journal of Wuhan University, 2002, 35(2): 66-70.
[13] 王卫华, 吴淑娴, 程建. 建筑物人员疏散方案的数学模型研究[J]. 武汉理工大学学报, 2010,32(11): 155-158.
WANG Weihua, WU Shuxian, CHENG Jian. Research on mathematical model of building personnel evacuation plan[J]. Journal of Wuhan University of Technology, 2010,32(11): 155-158.
[14] 胡效雷, 刘朝, 陈秀环. 高层建筑中人员安全疏散时间的计算机模拟[J]. 重庆大学学报, 2004, 27(10): 105-108.
HU Xiaolei, LIU Chao, CHEN Xiuhuan. Computer simulation of personnel evacuation time in high-rise buildings[J]. Journal of Chongqing University, 2004, 27(10): 105-108.
[15] 孙立, 赵林度. 基于群集动力学模型的密集场所人群疏散问题研究[J]. 安全与环境学报, 2007, 7(5): 124-127.
SUN Li, ZHAO Lindu. Research on evacuation of crowds in dense places based on cluster dynamics model[J]. Journal of Safety and Environment, 2007, 7(5): 124-127.

复杂建筑人员密集区域疏散模型

Research on evacuation model in densely populated area in a complex building

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	霍非舟, 刘昶, 马亚萍, 李盈. 考虑主动避让行为的养老场所人员疏散研究^*[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(1): 142-148.
[2]	胡成, 李俊伟, 李强, 陈晋. 考虑人群聚集时空分布的安全容量计算方法:以北京什刹海景区为例[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(6): 136-143.
[3]	袁春燕, 王坤, 陈虹燕, 刘兴, 郎雨佳, 路鹏飞. 激励机制下的高层建筑火灾人员疏散效率研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(8): 79-85.
[4]	黄丽蒂, 许欣欣, 刘莹, 张琪, 罗开洲, 董智龙. 东北老龄化社区路网疏散仿真模拟及优化[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(7): 127-132.
[5]	叶成豪, 刘月婵, 孙超, 蒋永清, 王博. 考虑火灾产物影响条件下的人员疏散仿真研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(6): 142-151.
[6]	宋英华, 涂文豪, 霍非舟, 吕伟, 方丹辉. 考虑跨越障碍物行为的元胞自动机模型[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(4): 74-79.
[7]	李昌华, 何海彤, 李智杰, 张颉. 烟雾场景下的人员疏散仿真研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(4): 86-92.
[8]	张艺, 马剑, 罗倩, 林鹏. 走行高度对疏散人员运动特征影响研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(4): 135-140.
[9]	黄丽蒂, 罗开洲, 刘莹, 徐结晶, 许欣欣, 王曦晨. 老年公寓火灾场景人群疏散模拟[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(3): 137-142.
[10]	阿卜杜热黑木·穆柯依提, 王琰, 肖凌云, 董红磊, 黄国忠, 张顶立. 汽车制动系统缺陷风险传递动力学分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(8): 93-98.
[11]	张亚, 张明广, 钱城江, 赵瑶. 基于SD的HEP仿真建模分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(3): 89-94.
[12]	宋洋, 陈申高, 兰思洁, 杨堃. 民用机场航站楼火灾人员疏散仿真研究[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(8): 31-37.
[13]	李乃文, 冀永红, 唐水清, 牛莉霞. 矿工反生产行为影响因素系统动力学仿真研究[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(6): 13-18.
[14]	刘杨, 陈娟, 马剑. 基于用户均衡理论的疏散人员出口分配方法[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(10): 44-49.
[15]	高国平,管昌生. 考虑帮助行为的人员疏散元胞自动机模型[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(1): 56-61.