基于Anylogic的火災(zāi)疏散路徑中人員數(shù)量的研究

(山東科技大學(xué)， 山東 青島 266590)

0 引言

據(jù)中國年鑒統(tǒng)計(jì)，建筑火災(zāi)占火災(zāi)發(fā)生總數(shù)一半以上，高校圖書館作為人員密集區(qū)域及火災(zāi)重點(diǎn)防治區(qū)域，一直是突發(fā)情況下應(yīng)急疏散的重點(diǎn)研究對象。國內(nèi)主要針對火災(zāi)時的高層建筑物、礦井的人員最佳疏散路徑進(jìn)行研究，包括如下幾個方面：楊林通過巷道當(dāng)量長度及Dijkstra確定井下人員逃生路線，使煤與瓦斯突發(fā)情況提高逃生機(jī)率。沈文翠以鞍山師范學(xué)院疏散為背景建立雙路線模型和四隊(duì)補(bǔ)齊模型，將疏散時間節(jié)約到88s。

1 建立圖書館疏散模型

疏散當(dāng)量長度：以高校二層圖書館火災(zāi)疏散為背景，假設(shè)學(xué)生從圖書館二樓疏散到室外空曠場地，樓梯L47、L58、L69長7m，L47、L69樓梯寬度為1.5m，L58樓梯寬度2m；L712、L1112出口為寬1m，L1012出口寬2m；通過影響因素難易程度系數(shù)C1、C2、C3表示原始路徑的懲罰因子，通過懲罰因子Ca確定疏散當(dāng)量長度Lij，基于Dijkstra算法計(jì)算最短路徑L12、L24、L47、L712，在當(dāng)量長度為41.2m，原始路徑最短也是L12、L24、L47、L712，長度為34m。

疏散人員分配交通流分配的wardrop分配模型，計(jì)算疏散路徑人流分配，假設(shè)圖書館2樓待疏散人數(shù)為200,

2 Anylogic疏散仿真

根據(jù)anylogic建立圖書館疏散模型，疏散路徑難易程度影響因子包括走廊通道有效寬度、樓梯長度寬度、障礙物數(shù)量，根據(jù)美國火災(zāi)研究實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)發(fā)生火災(zāi)后5min為極限時間，為安全；疏散人數(shù)200，設(shè)置area的pedSource以每秒 5人的到達(dá)速度；相比火災(zāi)疏散路徑隨機(jī)逃生情況與存在人員數(shù)量分配，設(shè)置5條逃生路線。

2.1 仿真隨機(jī)逃生

基于anylogic仿真時疏散人員自動調(diào)整選擇路徑。設(shè)置200人逃生，250s之后仍然有22人未離開火災(zāi)現(xiàn)場，人員未能在安全時間內(nèi)疏散；通過chart-餅狀圖，寫入代碼 pedFlowStatistics.traffic()，統(tǒng)計(jì)三個疏散門疏散的比重。三個疏散門的通過的人數(shù)比例是 24.2%，44.7%，31.1%，顯然通過中間門逃生人數(shù)最多。因此寬度為2m疏散樓梯比寬度為1.5m疏散樓梯疏散人數(shù)多。通過分時段對疏散通道進(jìn)行分析，疏散時間 t=100s,t=150s,t=200s,t=250s時二層樓的滯留人數(shù)及人流密度具體見圖2。其中，數(shù)字格代表密度，紅色為密度最為集中。

（a）表明 t1=100s時，二層出口處人員密集，紅色區(qū)域人數(shù)最多，達(dá)到最擁擠。（b）表明t1=150s時，二層疏散人員主要集中在出口位置，但大部分人員已經(jīng)疏散逃離危險。（c）表明t1=200s時，二層人流密度、疏散速度都有明顯下降，滯留二樓的人數(shù)還有14人且未脫離危險。（d）表明t1=250s時，圖書館中有22人未離開火災(zāi)現(xiàn)場到達(dá)指定區(qū)域。

2.2 人員分配逃生

依靠 anylogic對人員分配模型進(jìn)行模擬仿真。設(shè)置 5條逃生路線，通過pedSelectOutput對節(jié)點(diǎn)人流進(jìn)行分配，設(shè)置三個 pedSelectOutput，第一次概率為0.18,、0.82，第二次概率為 0.25、0.238、0.512，第三次概率為 0.52、0.48。疏散到100s、150s、200s、250s情況如圖3：整體疏散較均勻，三個樓梯通過人數(shù)與實(shí)際寬度相符；與隨機(jī)疏散情況大致相同，密集區(qū)集中在二層出口位置，通過顏色深度對比得整體疏散密度比隨機(jī)疏散小；疏散 250s，人員全部撤離，安全疏散時間內(nèi)保證人員及時撤離危險區(qū)域。

3 結(jié)論與展望

通過 5條疏散路徑的人員分配，可減少疏散時間并降低疏散密度；疏散初期人員聚集在出口位置，圖像表現(xiàn)為深紅色，出口位置為疏散瓶頸；人員對疏散樓梯的選擇依賴于樓梯寬度；Anylogic仿真結(jié)果表明，安全疏散時間250s內(nèi)，人員全部撤離危險區(qū)域。人流路徑分配可減少疏散時間并降低疏散密度，但存在人員交叉和逆向行駛情況，未來通過疏散瓶頸處人員路徑分配，可進(jìn)一步提高疏散效率。

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