基于ACP方法的高層建筑火災(zāi)中人員疏散策略研究

　　摘要高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)模巨大、人員眾多,而疏散出口數(shù)量有限,如何有效安排疏散出口人員分布,提高疏散效率,是火災(zāi)應(yīng)急管理的重要研究?jī)?nèi)容.以人為中心的疏散系統(tǒng)是典型的復(fù)雜系統(tǒng),具有難以真實(shí)實(shí)驗(yàn)分析的困難.本文基于ACP(人工系統(tǒng)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)、平行執(zhí)行)方法,以智能體技術(shù)為核心建立了人工疏散系統(tǒng),基于火災(zāi)場(chǎng)景,利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)疏散策略進(jìn)行了驗(yàn)證、評(píng)估,給出了實(shí)際疏散系統(tǒng)與人工疏散系統(tǒng)的平行執(zhí)行實(shí)現(xiàn)思想.最后,通過(guò)案例驗(yàn)證了方法的可行性.

　　關(guān)鍵詞高層建筑,火災(zāi)應(yīng)急管理,疏散策略,ACP方法,計(jì)算實(shí)驗(yàn)

　　火災(zāi)作為突發(fā)性災(zāi)害,具有發(fā)生的頻度高、帶來(lái)的災(zāi)難性后果嚴(yán)重、社會(huì)影響與經(jīng)濟(jì)損失巨大等特點(diǎn),國(guó)內(nèi)外對(duì)于火災(zāi)應(yīng)急管理的研究正受到越來(lái)越多的關(guān)注.涉及到的研究?jī)?nèi)容包括火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估、火災(zāi)模型研究、火災(zāi)信息獲取與管理、火災(zāi)保護(hù)與決策支持,以及人員疏散等。

　　1基于ACP方法的研究框架

　　基于ACP方法研究高層建筑火災(zāi)疏散策略的核心內(nèi)容包括建立人工疏散系統(tǒng)、針對(duì)人工疏散系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究以及將實(shí)際疏散系統(tǒng)與人工疏散系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)的平行執(zhí)行機(jī)制,組成框架如圖1所示.

　　2人工疏散系統(tǒng)

　　應(yīng)用ACP方法解決疏散策略問(wèn)題,構(gòu)造人工疏散系統(tǒng)是基礎(chǔ).人工疏散系統(tǒng)將不以逼近真實(shí)的實(shí)際疏散系統(tǒng)作為其唯一標(biāo)準(zhǔn),而是基于多重世界的觀點(diǎn),可以靈活且低成本地展現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)的多種可能版本,成為實(shí)際疏散系統(tǒng)的一種或多種可能的替代.

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　　3基于場(chǎng)景的疏散策略

　　計(jì)算實(shí)驗(yàn)英國(guó)的SIME指出“火災(zāi)中人員行為的任何研究,面臨的首要困難是進(jìn)行真實(shí)火災(zāi)試驗(yàn)的不道德性”[29].在現(xiàn)實(shí)中,由于經(jīng)濟(jì)和道德等原因,高層建筑火災(zāi)的疏散實(shí)驗(yàn)研究異常困難.正是由于現(xiàn)實(shí)中難以進(jìn)行疏散實(shí)驗(yàn)以及重復(fù)性實(shí)驗(yàn),高層建筑的性能化防火設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)仍然非常薄弱,疏散策略的研究也極為困難。

　　4疏散策略的平行執(zhí)行

　　在前述構(gòu)造人工疏散系統(tǒng),以及基于火災(zāi)場(chǎng)景的疏散策略計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,可以考慮來(lái)建立人工系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)的平行系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)基于應(yīng)急管理層面的疏散策略平行執(zhí)行.

　　5案例

　　本節(jié)將一幢十層的高層辦公大樓作為案例.整個(gè)建筑近6000平方米,大樓內(nèi)部設(shè)置兩部樓梯和兩部電梯.第一層有兩個(gè)各為2米寬的對(duì)外出口.除第一層外其余九層結(jié)構(gòu)相同,且層高為3.0米,通過(guò)帶有平臺(tái)的兩部樓梯進(jìn)行層連.建筑的平面圖如圖6所示.

　　6結(jié)論與展望

　　高層建筑火災(zāi)人員疏散是火災(zāi)應(yīng)急管理的重要內(nèi)容,針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)無(wú)法解析建模、無(wú)法進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)研究的本質(zhì)性困難,本文提出基于復(fù)雜系統(tǒng)研究的ACP方法,通過(guò)建立人工疏散系統(tǒng),采用微觀計(jì)算實(shí)驗(yàn)的合理設(shè)計(jì)對(duì)宏觀應(yīng)急疏散策略進(jìn)行研究和評(píng)價(jià),探索基于場(chǎng)景的有效策略.獲得的有效策略一方面可作為應(yīng)急疏散預(yù)案,另一方面,還可用于指導(dǎo)人員的模擬演練與培訓(xùn),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.本文通過(guò)案例驗(yàn)證了研究方法的可行性,為高層建筑火災(zāi)應(yīng)急疏散策略的研究開(kāi)辟了新道路.

　　由于高層建筑人員疏散系統(tǒng)存在多種確定和不確定的影響因素,如何設(shè)計(jì)多因素的計(jì)算實(shí)驗(yàn)、如何對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的評(píng)估和評(píng)價(jià)都將是今后研究的重要內(nèi)容.此外,基于實(shí)時(shí)的傳感系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、火災(zāi)模擬與危險(xiǎn)性評(píng)估系統(tǒng),以火災(zāi)應(yīng)急管理為核心,建立基于平行機(jī)制的高層建筑火災(zāi)疏散平行系統(tǒng)是研究的最高目標(biāo).

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