群集應(yīng)急疏散影響因素及時間模型研究.pdf

1、近年來，世界各地突發(fā)應(yīng)急事件頻繁，造成巨大人員傷亡和財產(chǎn)損失。我國也是一個事故、災(zāi)害多發(fā)的國家，僅2010年全國安全事故共發(fā)生36萬起，死亡近8萬人。重大事故發(fā)生后，建筑物內(nèi)人員如何用最短的時間安全疏散到安全區(qū)域，是人員疏散成功、降低群死群傷事故發(fā)生概率的重要環(huán)節(jié)。因此研究應(yīng)急疏散問題具有較高理論和實際應(yīng)用價值。
　　 在應(yīng)急疏散場景中，人員往往聚集成群形成群集，群集由個體組成，具有社會性，其屬性受個體之間心理和行為的影響。群體

2、行為與個體行為往往具有很大差異，重大事故發(fā)生時的應(yīng)急疏散屬于群體（群集）行為，因此有必要研究群體行為規(guī)律。本研究依據(jù)國務(wù)院以“一案三制”為核心進行應(yīng)急體系建設(shè)的工作要求，緊密結(jié)合《國務(wù)院關(guān)于全面加強應(yīng)急管理工作的意見》（國發(fā)[2006]24號）以及《“十一五”期間國家突發(fā)公共事件應(yīng)急體系建設(shè)規(guī)劃》，以部屬高校基本科研項目(編號:1041401-2010112)——高校疏散案例為研究基礎(chǔ)，開展群集疏散效率的仿真研究，主要內(nèi)容如下:

3、　　 (1)針對目前基于疏散動態(tài)學(xué)理論建立的通用的疏散時間模型的弱點，即缺乏考慮人員屬性因素對疏散效率影響的問題，從安全系統(tǒng)科學(xué)、社會科學(xué)中的組織行為學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、心理學(xué)等方面探討影響疏散效率的個體屬性因素，據(jù)此設(shè)計了調(diào)查問卷，回收問卷建立了216組數(shù)據(jù)的調(diào)查數(shù)據(jù)庫，作為影響因素分析的研究基礎(chǔ)。對于選定的人員屬性影響因素，運用綠色統(tǒng)計軟件SPSS17.0，采用Logistic回歸對樣本數(shù)據(jù)進行分析，探討了各屬性因素（包括自然和社會屬性）

4、對群集疏散效率（時間）的影響作用，工作主要集中在第三章。
　　 (2)系統(tǒng)分析應(yīng)急疏散建模的原理、方法、數(shù)據(jù)處理、建模工具、模型運行機理等，結(jié)合統(tǒng)計學(xué)和安全理論知建立起疏散時間回歸模型，解釋了建模的思想和過程。通過實地觀測采樣建立了185組人員疏散數(shù)據(jù)的實測樣本，調(diào)用場館竣工決算數(shù)據(jù)文件，運用AutoCAD2007獲取了精確的疏散場地的物理數(shù)據(jù)，結(jié)合影響人員疏散行為和疏散時間相關(guān)因素，運用SPSS17.0對樣本進行回歸分析，建立

5、起該疏散場景下的疏散時間回歸模型。鑒于Logit回歸分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對非線性特征數(shù)據(jù)建模方面有一定的相似性，為驗證回歸模型的有效性，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對回歸模型的輸出結(jié)果進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程含6個輸入，1個輸出，以及一個包含4個神經(jīng)元的隱含層，以185組數(shù)據(jù)中的后18組數(shù)據(jù)作為測試集，將回歸結(jié)果與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)果做對比分析。為高校大型場館應(yīng)急疏散及應(yīng)急救援方案提供了重要數(shù)據(jù)參考。
　　 (3)由于國際上通用的疏散時間經(jīng)

6、驗?zāi)Ｐ褪且粋€粗略的時間估計模型，主要基于群體動力理論和實際觀測數(shù)據(jù)而建立，未納入群集屬性影響因素，而將疏散個體簡單地視為同質(zhì)性的“質(zhì)點”。為提高經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷姆抡娑群蛻?yīng)用價值。以回歸模型為基礎(chǔ)，將已求取的個體屬性綜合為群集屬性，最后求取了疏散時間模型的修正系數(shù)。
　　 (4)利用修正系數(shù)對經(jīng)驗?zāi)Ｐ托拚?、檢驗。將疏散個體的屬性因素（如年齡、性別、文化程度、訓(xùn)練程度等）納入疏散時間經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，改變某項屬性變量的取值，觀察經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷妮敵鼋Y(jié)果

7、，分析該結(jié)果是否符合疏散規(guī)律和實測結(jié)果，并解釋了模型輸出及差異產(chǎn)生的原因。
　　 (5)利用優(yōu)化的疏散時間模型，對某高校體育場館工程的消防疏散方案設(shè)計進行分析。利用Anylogic6（高校版）仿真軟件，對局部出口范圍進行疏散仿真，確定了合理的參數(shù)值。按照消防性能化設(shè)計的要求，以各疏散分區(qū)的疏散時間和效率盡量接近的思路，運用運籌學(xué)方法對原消防疏散分區(qū)進行改進。運用優(yōu)化的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛯煞N消防疏散方案進行計算，得出了各自的疏散時間，最后

8、對兩種方案的疏散效率及差異的原因進行了分析評價。
　　 目前，國內(nèi)外對應(yīng)急疏散行為及效率的研究主要有三個分析維度:一是疏散的物理方位研究，主要指疏散環(huán)境布置情況;二是對現(xiàn)有疏散管理的研究，包括管理政策、程序以及疏散控制策略;三是研究社會心理和社會組織特征對群集疏散效率和時間的影響。
　　 本研究主要側(cè)重于對第三方面的分析，為彌補經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦m用范圍較窄、仿真度不高的缺陷，探討群集疏散中人員構(gòu)成類型、身體狀態(tài)、個性特質(zhì)等對疏散