建筑物人员疏散逃生速度的数学模型

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从人员在建筑物紧急疏散时同前后及左右人员拥护对人员启动加速度的影响机理出发,建立了人员疏散动力学方程,并推导出人员在拥挤环境下的移动速度公式,得到人员移动速度与从员拥护密度呈对数的关系,与前人观测数据基于吻合,通过拟合分析表明前后人员的影响远大于侧向。

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第3 5卷第 2期 212年 4月 1 0

武汉大学学报(工学版) E gn eigJun l fWu a nvri n ier o ra o h nU i sy n e t

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建筑物人员疏散逃生速度的数学模型 陆君安方， ( I武汉太学数学与统计学院，湖北武汉

正卢兆明赵春梅，, 407;2武汉大学土木工程学院， 302 .湖北武救 40 7 30 2

3香港城市大学建筑系) .

摘要：从人员在建筑物紧急疏散时同前后及左右人员拥挤对人员启动加速度的影响机理出发.建立 r人员疏散 动力学方程，并推导出人员在拥挤环境下的移动速度公式，得到人员移动速度与人员拥挤密度呈对数的关系，与

前人观测数据基本吻台 .通过拟合分析表明前后人员的影响远大于侧向

关键词：建筑疏散；机理；数学模型；拟台

中图分类号：Ul, BI T T 1 2

文献标识码： A度、人群拥挤程度等；个人特征主要包括如性别、年龄、体力、直等；次个人经历、反其昕受教育、文化传统及生活经验等对逃生也具有一定的影响 .虑到考人群的一般特性，同时在人群中个人因素受周围人员的制约，控制人群中人员移动主要反映在人群拥挤程度对移动速度的影响，中拥挤程度用人员密其度来量化，即单位面积上占据的人数、动速度用移单应时间前进距离来量化 .外，此对于建筑物通道、 出口等还考虑单位宽度所通过的人数 (即人流流量 )它们之间存在如下关系： . 人流流量=人流速度×人流密度×通道宽度

随着高层建筑的不断增多以及现有建筑的逐

步老化，各种事故隐患也在不断增多，特别是建筑 物火灾时有发生火灾中由于人员不能及时疏散被

烟气窒息情况十分突出，所造成的生命财产损失十分巨大，洛阳发生的】.5特大火灾由于疏散通如】2

道的阻塞而导致人员烟气中毒或窒息死亡 .人们在对建筑物的火灾安全设计及评估过程中，，不得不慎重考虑建筑物的紧急避难问题 .过去人们对于建筑 物人员疏散主要是进行一些描述及访问性研究，随

着现代建筑复杂及智能化程度的提高，对于火灾

安 全的分析仅停留在定性分析已远不能满足要求，特别是近年来计算机技术为基础的各种研究手段如：字摄像、数计算机仿真、虚拟现实技术引入，对于疏散过程的许多特征量的具体量化及各特征量之间关系的分析越来越引起火灾科学家和有关部 门的重视… .

通常情况下，人流密度越大，人与人之间的距离越小，人员移动越缓慢；反之密度越小 .员移动人越快 .去对于这些参数的研究主要是通过现场观过 测和录像记录两种手段进行 .目前为止，到已积累

了大量的观测数据，中，其比较典型的有前苏联的 Pet hnki l si美国的 F n al￣ r e esi Mi ki dc i【 n, mi,M c m a e n

1人员疏散的基本特征量及其观测 成果 一

&N lH,国的 S i J日本的 n0加拿大的 e o英 s mt5, h d, Pu等人 al P A.To po经过整理得到如图 l . hm sn 的一组人流密度一人流速度关系曲线总体而言 . 人员紧急疏散逃生速度的制约因素很多 .同环境不不同的观测结果均存在一定差别 .

般而言，人员在建筑物中的疏散主要涉及到

建筑物结构布置、灾害环境、个人身体状况、育经教验四种因素共同作用 j灾害环境指如火灾烟气浓 . 收稿日期：0 1 6 2 20—0—1

作者简介：陆君安 (95, . 14一)男浙江宁渡人，教授，博士生导师 .主要从事混沌控制与同步及复杂系统建模与计算的 研究与教学

基金项目：香港政府研究局资助项目( r t Ga n

11/9 ) 129 E .

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