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基于matlab 的疏散仿真程序简介

朱伟 向大海 刘方

重庆大学城市建设与环境工程学院 400045

摘要：本文简要介绍了人员疏散仿真现状，作者基于matlab 平台开发了疏散仿真模型，该

仿真模型基于精细网格模型，对人员运动行为进行了改进，仿真程序能动态显示人员在房间

中的疏散运动，以及各时间步长下人员分布情况。采用作者开发的模型，对某单一房间进行

人员疏散模拟。该程序计算的人员运动过程及疏散时间与其他疏散模型较为吻合。

关键词：疏散模型 建筑 火灾

1 引言

疏散模型的研究，从二十世纪五十年代，John Bryan 开始研究火灾中人员行为，到1977

年NBS 出版的《建筑中紧急疏散评估的技术手册》，通常认为是初期阶段。在八十年代以后，

随着计算机数值模拟技术的发展，以Canter 为代表的用计算模拟的方法研究火灾发生后人

员的疏散问题中得到广泛应用。1998 年在爱尔兰Belfast 召开第一届国际火灾中人员疏散

问题研讨会后，进一步加深了人员疏散问题的研究(陈智明等，2003)。现阶段，随着虚拟实

现技术的不断发展，虚拟实现技术也不断在模拟火灾中人员的疏散问题上得到应用。虚拟实

现技术可以模拟真实感的火灾场景，可以模拟到心理层面。在进入计算机数值模拟技术阶段

以后，可以直接模拟人员在建筑物内的移动过程，并且记录不同时刻人员的几何位置变化，

同时可以得到人员的疏散时间。本文对现有的疏散模型进行简要综述，介绍作者所开发的疏

散仿真程序，并进行单一房间疏散模拟。

2 国内外疏散模型研究现状

基于计算机的人员疏散分析采用的基本方法有:优化法、模拟法和风险评估法

(1)优化(optimization)模型:将人看成具有共同特征的整体，假定人员以最有效的

方式进行疏散。如:EVACNET+和TAKAHASHI’S MODEL。

(2)模拟(simulation)模型:如BGRAF，DONEGAN’S ENTROPY MODEL，EXITT，EGRESS，

E-SCAPE，EVACSIM，EXIT89，EXODUS，MAGNETMODEL，PAXPORT，SIMULEX，VEGAS。

(3)风险评估(risk assessment)模型:如CRISP，WAYOUT。它能识别火灾时与疏散有

关的危险或相关事故，并能对最后的风险进行量化。通过多次重复计算，可以估算出不同防

烟分区设计或防火保护措施有关的各种重要变量的统计数据。

3 几种流行疏散模型简要介绍

3.1 EXIT98

EXIT98 是一个适用于大型建筑的疏散模型，该模型的一个最大特点是能够描述火灾中

烟气对于疏散人员的影响，对火灾烟气和毒气的流动进行了模拟，使得模型能够更进一步与

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实际的火灾场景相似。该模型同样用网络的方法对建筑物进行描述，可以输入房间的各种参

数，包括房间出口的大小、房间里面人员的数量以及一些与烟气相关的参数。对于模型中烟

气的设置可以人为设定一些烟气参数也可以用模型进行计算求出这些参数。EXIT98 在火灾

场景描述方面以及人员的特性方面有比较大的进步，但是EXIT98 能够模拟的建筑物类型比

较少，一些参数的取值也有待更进一步论证。

3.2 EXITT

EXIT 是火灾综合分析程序HAZARDI 的一个模块，专门用于计算人员在建筑平面内的疏

散时间。

EXITT 也是基于网络的疏散模型。在建筑平面方面，该模型也必须建立各个网络单元、

各个单元的出口以及连接各个节点。允许用户为疏散人员设置各种参数，如速度、体型尺寸、

年龄、当时是否清醒等。该模型在一定程度上考虑了灾害环境对于人员疏散的影响，但是该

模型的正确性是建立在灾害模型的正确性基础上的，同样该模型对于人员在疏散过程中的各

种行为缺乏必要的考虑。

3.3 SGEM

空间网格疏散模型(SGEM)概述武汉大学与中国香港城市大学发展的空间网格疏散模型

(Spatial—Grid Evacuation Mode1)，是将建筑物划分为不同粗细的网格空间，即网格模拟

疏散计算方法。在模拟计算过程中，首先根据建筑物的结构布置关系划分疏散网络，将建筑

内的房间、走道、大厅、楼梯等作为网络单元节点，这些节点通过门、出等相连，因此整个

建筑按照人员的流动方向构造成一个网络，在网络