建筑火灾人员疏散中的不确定性问题及模型研究

This project aims to study the uncertainty and modeling of occupant evacuation in building fires. Firstly, mathematical characterization of influencing factors will be conducted and key influencing factors will be determined through literature review and relative theoretical models, and action rules will be simultaneously investigated. Based on this, the theory and method of analyzing the uncertainty will be conducted, and the probability distribution of key influencing factors will be studied based on observation experiment and real fire videos. Then, uncertainty analysis models of multiple failure modes will be established using CFD simulation technique, and its calculation methods will be then conducted and optimized. Furthermore, reliability sensitivity models will be investigated using structural engineering theory and the uncertainty analysis models will be further optimized. Finally, case studies will be carried out to verify these models. The research of this project can provide theoretical and technical supports for improving the theoretical system of occupant evacuation.

本项目旨在对人员疏散的不确定性问题进行研究并建模。通过文献调研和相关理论模型，对人员疏散的不确定性影响因素进行数学表征，确定人员疏散的关键影响因素，揭示关键影响因素对人员疏散的作用规律；建立表述人员疏散不确定性问题的理论和方法，通过观测实验和真实的火灾视频研究关键影响因素的概率分布规律；利用CFD数值模拟技术进行建模计算，构建多种失效模式下的人员疏散的不确定性分析模型，建立并优化求解人员疏散不确定性分析模型的计算方法；结合结构工程理论知识，建立人员疏散的可靠性灵敏度和灵敏度梯度分析模型，根据模型分析的结果修正、优化不确定性分析模型，最后结合典型场所进行实例验证，为进一步完善人员疏散的理论体系提供理论和技术支撑。

本项目旨在对火灾环境下人员疏散的不确定性问题进行研究并建模，如何科学合理的表征人员疏散中的不确定性问题是值得深入研究的关键问题。本项目首先系统研究了火灾环境下人员疏散的不确定性影响因素，建立了人员疏散影响因素的结构模型；对人员疏散的预动作时间和出口涌流能力两个关键因素进行了随机性研究，提出了人员疏散预动作时间和出口涌流能力均可以用正态分布进行表征，揭示了预动作时间和出口涌流能力两个参数分别对人员疏散的影响规律。其次，对火灾环境下某条疏散路径因火势增大或烟气封堵而不能正常通行的紧急情况下的人员疏散问题，提出了结合网络流控制的方法实现疏散人员的合理分配，并运用Dijkdtras算法对最短路径进行求解，验证了该理论模型可以极大地提高疏散网络的整体使用率，有效缩短人员疏散所需时间。再次，针对火灾环境下人员疏散中的不确定性问题，重点研究了失效状态下的人员疏散模型，研究了多出口建筑的人员疏散的理论模型，研究了多源点的人员疏散的理论模型，研究了疏散路径受阻情况下的人员疏散的理论模型，研究了多种因素作用下的人员疏散的理论模型，并对其算法步骤及程序实现进行了研究；最后，结合典型场所进行了实例验证,该研究可为开发火灾环境下的人员疏散仿真软件奠定良好的理论基础和技术支撑。