室内GIS系统在消防领域中的应用探讨

火灾时人员安全疏散与救援一直都是消防领域的研究重点,而人员的室内定位是其中的技术难点。本文探讨建立一套基于较为成熟室内定位技术的室内GIS系统,更加高效的引导火灾中人员的疏散与救援。通过介绍几种室内定位技术,并设想采用定位卡片与无线传感技术进行室内定位,建立室内GIS系统,实现火灾时人员疏散救援的基本查询、导航和空间分析等功能。     

基于改进蚁群算法的室内疏散路径优化

针对传统蚁群算法在解决室内疏散问题时存在收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺陷问题,将火场的动态参数引入到蚁群算法中,对其路径选择策略、启发函数和信息素更新策略进行改进,为整个疏散群体求解更优的疏散路径。运用改进的蚁群算法对室内人员的疏散路径进行动态规划,考虑了路径的实时拥挤度,避免了疏散人员局部实现路径优化的瓶颈效应。将分析结果与基本蚁群算法的规划结果进行比较验证,研究结果显示,优化算法缩短了疏散时间和规划路径,提高了疏散效率和搜索速度。     

室内消防救援路径寻优方法研究

建筑火灾救援时,现有的建筑内部路径生成多为最短路径,难以实现针对不同救援需求的室内路径规划。为此,提出一种基于BIM（建筑信息模型）的室内消防救援路径寻优方法,以BIM 技术建立消防救援模型,在模型中构建三维室内路网,并为不同路网节点赋予不同属性权重,再结合路径生成算法和路径寻优规则,在最短路径的基础上,增加最安全路径和消防灭火最优路径的规划,使火灾救援路线有更多选择性,消防指挥更加便捷。     

基于GIS路网可达性的城市避难空间选址与疏散规划

考虑路网可达性的特点,给出城市避难空间的评价方法,并使用经典选址模型结合遗传算法解决新建避难空间的选址问题。在此基础上研究避难空间的消防疏散方案的规划问题,建立基于网络模型的避难空间疏散路线规划方法,将实际问题转化为网络模型,并考虑人群密度与通行能力的关系,使用Frank-wolf算法计算路网模型理想值。根据理想值提出更加适用于实际情况的疏散方法,并进行求解。     

基于BIM的建筑消防疏散路径规划研究

总结传统的二维消防疏散方式存在的问题,如疏散引导形式单一,静态的疏散引导表达等。利用BIM技术建立建筑消防疏散模型,结合自适应蚁群算法对建筑消防疏散路径进行规划,实现了建筑消防疏散路径的三维实时动态规划。案例应用表明,该方法得到的火灾疏散路径更加智能、安全。     

应急疏散路网逆向车道设置研究

针对城市突发事件下疏散车流大,疏散路网通行能力无法适应疏散车流交通量,并且难以通过道路物理拓展提高疏散方向道路通行能力的问题,为提高路网疏散效率,对应急疏散逆向车道设置进行研究。以车流疏散总时间最短,疏散车流量最大为目标,考虑背景交通流,建立了的应急疏散路网逆向车道设置模型,并运用最小费用最大流算法对模型进行求解。算例验证了所提出的模型可以快速地给出逆向车道设置的具体方案,道路网络的疏散效率得到了有效提高。     

基于火灾场景的建筑物人员疏散研究

以南京某高校图书馆为例,依据“最不利影响”原则,充分考虑气象因子、建筑结构和可燃物等环境因子,利用建筑信息模型和时空分析模型模拟火灾产生因素的时空规律,构建火灾场景,剖析人员疏散时所能承受危险源的阈值,获取了4个季节建筑物内部的危险区域。结合室内路网模型和路径搜索算法,规划设计了人员疏散的生命安全保障路径,且与时间最短路径和距离最短路径进行对比分析,评估生命保障路径的疏散效果。通过上述研究,实现建筑物火灾的时空模拟和人员疏散的动态规划,为制定城市火灾应急响应的适应性措施提供理论基础和技术支持。     

太原理工大学北区新教学主楼的防火设计

从高层建筑的火灾危险性入手,通过对太原理工大学北区新教学主楼防火和防烟分区的划分、对安全疏散的考虑以及室内消防给水系统和消防装置的设置等的充分分析,论述了如何成功地进行教学楼建筑的防火设计,为防火设计工作提供了依据。     

室内定位导航逃生救援系统原理与技术探究

简要回顾目前消防应急疏散的现状,提出一种基于iBeacon基站的室内定位疏散解决方案。在该技术方案中,iBeacon基站由蓝牙4.0模块及应急疏散系统构建,在建筑物的疏散通道内部署iBeacon智能疏散灯具终端,由疏散系统内的通信部件统一监控,每个疏散灯具终端作为定位信号基站,按固定频率广播位置信息对应的UUID号。当人员手持移动终端(打开蓝牙服务)进入建筑物,系统通过定位算法对用户进行精确定位。基于智能疏散定位的精确度可达到0.5～1.0 m,满足应用于移动端的安全路径导航的精度需求,能够同步实现室内路径指引疏散的功能。     

某大型室内水上乐园消防设计难点及对策

以某大型室内水上乐园为例,对其消防设计中存在的防火分区面积超大和安全疏散距离超长的问题进行分析,利用火灾安全工程学的原理和方法对建筑消防设计提出加强措施。并通过设定火灾场景,考虑自动灭火系统和排烟系统失效的情况,利用FDS和Pathfinder软件进行烟气运动模拟和人员疏散安全性分析,以验证加强性措施的可行性,结果可为同类工程的消防设计提供参考。     

孤立森林算法的灭火救援疏散路径规划方法

针对建筑火灾中人员疏散路径规划问题,提出基于孤立森林算法的灭火救援疏散路径规划的方法。运用布置在火灾现场的无线传感器网络采集火灾环境信息,构建火灾数据样本,随机分割并训练火灾数据样本,创建多个孤立二叉树组建孤立森林,识别火灾异常数据,获得着火点及障碍物位置,并以栅格法构建火灾救援环境动态地图为基础,通过更新位置节点当量距离、信息素浓度以及信息素挥发因子的改进蚁群算法,构建救援疏散路径组合优化模型,规划出最佳灭火救援疏散路径。测试结果表明：该方法可准确检测火灾中的着火点位置,可在多起点、多终点的救援疏散路径规划中更好地避开着火点和障碍物,快速、合理地规划出最佳灭火救援疏散路径。     

基于改进的A*和人工势场算法的火灾路径规划

传统火灾疏散过程中疏散指示灯指示方向固定,无法根据火灾情况改变疏散方向,为了解决这种情况,提出改进的A*算法和人工势场算法,对火灾发生时的人群疏散路径进行规划。通过优化g 值、改进OPEN 列表存储结构的方法改进A*算法,通过改进引力函数、加入虚拟侧向力的方法改进人工势场算法,以达到火灾应急疏散的要求,即快速找到疏散路径的同时远离着火区域。通过实验仿真验证了两种改进算法的可行性,可以在时间和环境双重约束情况下成功避开障碍、远离起火位置、找到安全出口。     

火灾场景下公路隧道人员疏散安全评估

以上海长江隧道为实例,分析火灾工况下人员安全疏散准则及其影响因素,从而讨论不同条件下人员疏散的安全评估。通过设定最不利工况的火灾场景,对火灾烟气蔓延及人员疏散进行数值模拟,得出该火灾场景下隧道内的危险临界时间和必需安全疏散时间,并进行比较分析,从而判断隧道逃生通道设计的合理性及其机械排烟系统的有效性。     

一种用于火灾疏散路径动态规划的算法

针对火灾发生时现有的疏散路径不能根据火情实时更改,可能会将逃生人员引向着火现场从而引起更大危险的问题,提出了一种用于火灾疏散路径动态规划的新型改进蚁群算法(Novel Improved Ant Colony Algorithm,NIACA)。首先通过A*算法提高初始信息素浓度,接着提出受火灾因素影响的当量距离改进启发函数,然后改进信息素更新规则来加快蚂蚁最优路径搜索速度,最后对路径进行平滑策略处理。实验结果表明,与原始蚁群算法相比,本文算法降低了算法前期盲目性,动态搜索能力强,能避免算法陷入局部最优,在火灾发生时能够快速准确地规划疏散路径,将逃生人员快速安全疏散到远离火场的安全出口。     

建筑火灾中人员疏散响应过程推理与评估模型研究

为了预防建筑火灾发生和减少火灾中人员的伤亡,利用消防大数据分析技术和贝叶斯网络分析方法,研究了建筑火灾发展过程及人员疏散响应过程的推理与动态评估方法。通过对建筑消防设施响应状态和火灾中人员心理和行为特征的分析,探讨了火灾阶段划分方法和人员疏散行为的分类,提出了火灾中人员伤亡的轨迹交叉理论,进而构建了基于贝叶斯网络的建筑火灾动态风险和人员疏散安全评估框架。分别探讨了建筑火灾发展、人员疏散响应等2 条研究主线的推理过程,探讨了疏散条件评估过程。研究表明,该模型可通过对建筑特征、消防设施状态信息以及人员响应信息等消防大数据进行融合,实现火灾中人员疏散响应过程推理与动态风险评估,从而提高建筑消防安全管理水平     

基于BIM的多尺度建筑消防信息检索方法研究

提出一种面向BIM 数据的多尺度建筑消防信息检索方法。首先利用知识图谱技术构建一个全面、可查询的建筑消防语义图谱,提高数据的可理解性;然后通过自然语言处理技术,对查询语句进行分词和语义消歧,实体识别和句法分析,识别查询意图,构建查询的逻辑表达式;最终映射到不同尺度对应的查询模板,实现多尺度信息检索。实验结果表明,所提多尺度方法在多尺度信息检索上可实现0.929 的查准率和0.795 的查全率,在单尺度信息检索（设备检索）上较现有基于关键词的方法提升0.293 准确率和0.240 的查全率,推动了新型消防管理系统检索能力的优化和升级。     

大型商业综合体人员安全疏散策略研究

针对商业综合体中人员疏散的滞留问题，探究人员安全疏散策略的引导作用。采用静态合作博弈论方法，进行路径优化。对某商业综合体典型区域从防火分区、疏散走道和疏散楼梯三方面进行人员疏散仿真模拟，对比人员安全引导疏散与传统疏散，结果表明优化后人员的疏散效率有显著提升；人员安全疏散引导人员从多个疏散出口进行逃生，在缓解了人员滞留问题的同时提高了在复杂环境中疏散出口的利用效率；博弈论路径优化明确了人员可选择逃生路径的数量，提高人员疏散效率。