Automation in Construction
Volume 120, December 2020, 103395
摘要：火灾会对建筑内人群生命安全造成重大威胁。疏散过程中，火灾及其产物对疏散者的生理状况和寻路决策造成重大影响。例如，高温高热致使疏散者改变疏散路径选择，火场浓烟会降低疏散者能见度以削弱其对周围环境的感知，火灾产生的有毒气体还会危害疏散者健康阻碍其逃生运动；同时，火灾及其产物还会给疏散者造成巨大的心理压力，可能会导致其做出非理性的寻路决策。然而，当前大多数的火灾疏散仿真模型并没有考虑或是简化了上述火灾及其产物对疏散过程的影响。因而，在本研究中，我们开发了一个名为FREEgress (Fire Risk Emulated Environment for Egress)的火灾疏散仿真模型，它可以实现火灾中温度、热量、毒性气体和浓烟颗粒物对疏散者运动、健康状况和寻路决策的动态仿真。FREEgress模型不仅引入了能评估火场环境并据此做出相应寻路决策的智能体，还模拟了智能体和动态变化的火灾环境及疏散过程之间的交互关系。本研究通过将FREEgress与SAFEgress以及目前典型商业火灾疏散仿真软件FDS+Evac的仿真结果进行对比，验证了FREEgress仿真平台的有效性。在此基础上运用FREEgress开展案例研究，通过大规模的疏散仿真实验，研究了不同初始火源位置、延迟时间和疏散者行为模式对疏散过程和疏散结果的影响。基于对仿真结果的分析，本研究对建筑火灾疏散设计和应急管理提出了针对性建议。
图 1 FREEgress模型的架构
图 2 FREEgress模型实现浓烟蔓延和人群疏散的同步可视化
图 3 FREEgress模型实现火场温度变化和人群疏散的同步可视化
图 4 案例研究中博物馆平面图和智能体生成区域设置
图 5 不同火源初始位置对疏散过程的影响（可看出火源阻挡关键疏散路径会显著削弱疏散者的生理健康状况）（部分展示，完整结果请查看原文）
图 6 不同疏散延迟时间对疏散过程的影响（可看出疏散者的疏散时间随着疏散延迟时间的增加表现出非线性增加的特点）（部分展示，完整结果请查看原文）
图 7 不同疏散者行为模式对疏散过程的影响（可看出采用基于感知的行为模式的疏散者在其疏散过程中会发生绕路现象，且其疏散路径和采用基于知识的行为模式和基于听从团队领袖指引的行为模式的疏散者有显著差别）（部分展示，完整结果请查看原文）
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926580520309754
