基于ACP方法的高层建筑火灾中人员疏散策略研究

　　摘要高层建筑结构规模巨大、人员众多,而疏散出口数量有限,如何有效安排疏散出口人员分布,提高疏散效率,是火灾应急管理的重要研究内容.以人为中心的疏散系统是典型的复杂系统,具有难以真实实验分析的困难.本文基于ACP(人工系统、计算实验、平行执行)方法,以智能体技术为核心建立了人工疏散系统,基于火灾场景,利用计算实验对疏散策略进行了验证、评估,给出了实际疏散系统与人工疏散系统的平行执行实现思想.最后,通过案例验证了方法的可行性.

　　关键词高层建筑,火灾应急管理,疏散策略,ACP方法,计算实验

　　火灾作为突发性灾害,具有发生的频度高、带来的灾难性后果严重、社会影响与经济损失巨大等特点,国内外对于火灾应急管理的研究正受到越来越多的关注.涉及到的研究内容包括火灾危险性评估、火灾模型研究、火灾信息获取与管理、火灾保护与决策支持,以及人员疏散等。

　　1基于ACP方法的研究框架

　　基于ACP方法研究高层建筑火灾疏散策略的核心内容包括建立人工疏散系统、针对人工疏散系统的计算实验研究以及将实际疏散系统与人工疏散系统联系起来的平行执行机制,组成框架如图1所示.

　　2人工疏散系统

　　应用ACP方法解决疏散策略问题,构造人工疏散系统是基础.人工疏散系统将不以逼近真实的实际疏散系统作为其唯一标准,而是基于多重世界的观点,可以灵活且低成本地展现实际系统的多种可能版本,成为实际疏散系统的一种或多种可能的替代.

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　　3基于场景的疏散策略

　　计算实验英国的SIME指出“火灾中人员行为的任何研究,面临的首要困难是进行真实火灾试验的不道德性”[29].在现实中,由于经济和道德等原因,高层建筑火灾的疏散实验研究异常困难.正是由于现实中难以进行疏散实验以及重复性实验,高层建筑的性能化防火设计数据基础仍然非常薄弱,疏散策略的研究也极为困难。

　　4疏散策略的平行执行

　　在前述构造人工疏散系统,以及基于火灾场景的疏散策略计算实验研究的基础上,可以考虑来建立人工系统与实际系统的平行系统,实现基于应急管理层面的疏散策略平行执行.

　　5案例

　　本节将一幢十层的高层办公大楼作为案例.整个建筑近6000平方米,大楼内部设置两部楼梯和两部电梯.第一层有两个各为2米宽的对外出口.除第一层外其余九层结构相同,且层高为3.0米,通过带有平台的两部楼梯进行层连.建筑的平面图如图6所示.

　　6结论与展望

　　高层建筑火灾人员疏散是火灾应急管理的重要内容,针对实际系统无法解析建模、无法进行真实实验研究的本质性困难,本文提出基于复杂系统研究的ACP方法,通过建立人工疏散系统,采用微观计算实验的合理设计对宏观应急疏散策略进行研究和评价,探索基于场景的有效策略.获得的有效策略一方面可作为应急疏散预案,另一方面,还可用于指导人员的模拟演练与培训,具有重要的现实意义.本文通过案例验证了研究方法的可行性,为高层建筑火灾应急疏散策略的研究开辟了新道路.

　　由于高层建筑人员疏散系统存在多种确定和不确定的影响因素,如何设计多因素的计算实验、如何对实验进行有效的评估和评价都将是今后研究的重要内容.此外,基于实时的传感系统和无线数据采集与处理系统、火灾模拟与危险性评估系统,以火灾应急管理为核心,建立基于平行机制的高层建筑火灾疏散平行系统是研究的最高目标.

　　References

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　　胡玉玲1,2王飞跃3刘希未3,4

《基于ACP方法的高层建筑火灾中人员疏散策略研究》

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