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1、火场人员疏散模拟平台设计研究 企业安保部门供应强有力的参考，为疏散演练供应了理论依据。 一、火场模拟环境建立 火灾的发生过程包含着旧物质的湮灭和新物质的产生，是一个非常困难的反应。而且火灾中也经常伴随着热量的传递，大致分为三种形式：热对流、热传导、热辐射。实际状况下，火灾过程中热量的传导往往不是通过单一的形式，而是几种传导形式结合，或者以一种传导形式为主，伴随其他形式共同进行热量的传导。因此，单单靠试验的手法得出火灾发生时的产物、火灾扩散走势，烟气扩散规律等可谓困难重重，然而利用數值模拟的方法就简洁多了。 运用模拟软件对烟气这种流体进行模拟要遵循流体的基本方程，模拟过程中主要是将所建模型的空间
2、划分成若干个网格，在各个网格内运用Navier-Stokes方程对网格内各参数进行求解。它不仅可以对火场中的烟气的扩散轨迹进行跟踪，还能对烟气的浓度、火场温度、CO等有毒有害气体的浓度进行监测并且形成数据。而Smokeview模块可以在模型建立并模拟之后对模型进行可视化处理，直观地看到建立的模型中烟气的流淌轨迹、温度等影响因素的改变。 火场模拟环境的设置须要考虑到温度监控装置、烟气探测装置、有毒有害气体监测装置等，变更模拟参数、设定火灾热释放速率、限制燃烧反应等，并建立参数化的调整方案。 二、疏散人员模型建立 在平安疏散的过程中，由于人体特性、社会背景、生长环境的文化底蕴等，都会对疏散的风险程
3、度产生影响。通过分析问卷以及结合个体的疏散行为特点，可以把突发状况下影响人恐慌行为的因素划分成以下几点：疏散人群个体差异特征、紧急状况下的客观因子特征、建筑物理环境的改变因子以及群众对个体行为的影响因子。 在建筑疏散模型设计中，须要将建筑二维平面转化为疏散模型，疏散模型须要真实地反映出建筑空间模型，包括房间尺寸、位置和与走廊的连接等问题。这里建筑疏散模型没有单元网格的模数限制，建筑疏散模型在房间尺寸和平安出口位置和宽度设计上更精确，其各个参数的修改余地也更宽泛。 仿真设计中考虑到的人员行为，在整个系统内行人能够特性化设计，包括行人疏散行为特性和行人生理特征。在疏散模型中，行人的行为对疏散效果的
4、影响是特别直观的，所以在疏散过程中，行人行为特征差异和心理影响因素须要在模拟过程中体现。在疏散起先前，系统内不仅仅可以自定义疏散行人位置特性，还能够自定义生理特征，例如行人肩宽确定其占据空间大小，行人年龄、身高等特性确定了行人平均步速。行人疏散行为特征的设计对疏散起先以后也有相当的影响，突发事务下，行人心理活动对行为决策起着确定性作用。 结合初步探讨，在既定场景中火灾交互环境须要设置的参数包括： 火场可燃物布局 空气流通路径 受灾人行为模块 动态仿真效果 三、校内交互式消防虚拟训练场景 近年来高校火灾时有发生，由于高校是人员密集场所再加之人员火灾意识淡薄，导致火灾事故往往造成很大的人员伤亡和财
5、产损失。首先要了解典型高校火灾的发展扩散规律，并针对火灾详细特点和建筑物特点为学生供应最佳疏散路途指导;同时还需了解学生疏散实力水平现状，针对学生存在的问题有针对性地熬炼学生疏散实力，提高学生疏散速度，使学生能够在火灾情形下平安逃命，保障人员平安。 如图2所示，该平台包括两种模式，一是训练场景配置模式，二是训练场景体验模式，场景配置模式用于训练任务管理人员对场景内环境进行特性化配置，针对不同的训练目标对训练场景中的着火点、爆燃点、空气流淌路径、体验人员着陆点以及全局的运行参数进行配置，配置结果将在训练场景体验模式中生效，在场景体验模式下，由烟雾火焰仿真模块自动依据配置模式下的配置结果在对应着火
6、点位置真实模拟火焰及其烟雾的特效，烟雾火焰在依据气流淌力学仿真模块进行真实的流淌仿真，场景中人流也将依据着火点分布进行智能化的逃命行为。同时，体验人员可以在场景中与消防基础设施进行互动和模拟运用，对火点进行灭火处理。角色生命周期管理负责对每一个角色进行生命值的计算和管理。 火焰烟雾特效仿真：当用户以体验模式进入已经配置过的场景，场景将依据配置内容自动生成已经粒子化的火焰烟雾，同时依据其各自的动力学模型并解析空气流场在其所在位置的受力状况，再结合现场火势状况和受力状况，依据当前速度值计算下一帧粒子所在的位置，从而模拟出真实的烟雾和火焰的特效。 火焰烟雾动力学仿真：火焰烟雾将依据场景中的空气流通路
7、径的走向进行动力学仿真，本系统将烟雾受力状况简化为浮力、空气流场压力、重力、空气阻力、碰撞力等五个力的相互作用，其中空气阻力与当前速度的平方成正比关系。在这几个力中，空气流场压力起到主导作用，如图6所示，空气流通路径由地铁站台沿着电梯指向二楼，产生的实际效果是火焰和烟雾沿着该路径渐渐扩散，渐渐向二楼扩散。 智能寻路行为模块：场景中的角色都受到智能寻路模块的驱动，寻路模块基于场景的布局和着火点、爆炸点的燃烧状况实时生成一张角色可行走的激活区域图，当火焰发生以后，每个角色都尝试以最优路径在激活区域图范围内逃跑至特定的平安目标点，在逃跑过程中能智能识别道路的障碍物，并能智能躲避火焰燃烧区域，在按既定
8、路途逃命的过程中，遇到着火点起先燃烧，能够实时重规划新的逃命路径。角色的逃命速度也会受到其年龄特征、心理因素等缘由的影响。 消防设备交互模块：在体验场景中，预设了各种消防灭火设备在逃命的路径中，用户可以与之进行交互并能模拟灭火操作，通过用户的灭火操作、用户的逃命激活区域图也会实时得到更新，用户逃命可选择的路径也会更多，从而削减了因为拥堵导致逃命效率低下的状况。 四、结语 在突发事务下，公共空间内疏散行人快速高效地从危急建筑环境疏散至平安环境已经成为建筑公共平安的熱点探讨内容。建筑空间物理环境的改变引起建筑内行人不适应反应，将会使得建筑平安疏散变成特别困难的问题，而建筑房间平安出口的设计，作为整
9、个建筑疏散路径的重要节点，对于疏散效率的影响尤为重要。 设计探讨火场人员疏散模拟平台，重点在于灾难场景的模拟以及人员行为的模拟。火场疏散过程不只是个人行为，还牵涉到人与人之间的关系，如何在火场中趋利避害，第一时间撤离胜利或力所能及地帮助他人，须要一个“活”的场景来做演练。既有随机性又符合自然规律，才能真正把应急预案落实到位。 参考文献： Margrethe Kobes，Ira Helsloot，Bauke de Vries，etc. Building safety and human behaviour in fire：A literature reviewJ. Fire Safety Jou
10、rnal，2022，45：1-11. Zheng X，Yuan C. Modeling cooperative and competitive behaviors in emergency evacuation：A game-theoretical approachJ. 2022，62：4627-4634. 陈长坤，秦文龙，童蕴贺，etal.突发火灾下人员疏散心理及行为的调查与分析J.中国平安生产科学技术，2022，14：37-42. 王海燕. FDS数值模拟在隧道火灾中的应用J.消防技术与产品信息，2022：6-9. 余点.基于FDS及人员定位系统的高层建筑火灾疏散探讨D.安徽工业高校. 徐
11、向宇.典型宿舍火灾危急性及人员疏散模拟与疏散心理及行为调查探讨D.太原理工高校. 许秦坤，周煜琴，林朋，etal.基于FDS某铅锌矿矿井火灾数值模拟J.玻璃，2022：30-34. Hui Ping Tserng，Jia Yi You，Chih Yuan Chang，etc. The hot area evacuation model application in large scale gymnasiumsJ.Statyba，2022，17：217-226. 张志魁，张嘉琪.基于计算机模拟的试验综合楼火灾和平安疏散探讨J.价值工程，2022：308-309. 作者简介： 林灵，男，汉族，浙江温州人，探讨实习员，硕士学历，主要从事消防平安与科普教化训练方向的探讨。 刘果，男，汉族，四川南充人，工程师，硕士学历，主要从事多媒体交互技术及虚拟现实、增加现实技术的探讨以及相关产品的研发与设计。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页