大型公共場(chǎng)所人工智能應(yīng)急疏散預(yù)警分析與 研究

【摘要】基于以人為本的理念，分析影響疏散人群的關(guān)鍵因素;討論大型公共場(chǎng)所預(yù)警時(shí)機(jī)、預(yù)警方式對(duì)人群疏散風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)現(xiàn)路徑;運(yùn)用安全系統(tǒng)工程故障樹(shù)分析法，構(gòu)建疏散結(jié)構(gòu)多層故障樹(shù)。研究對(duì)于優(yōu)化消防性能設(shè)計(jì)、人員智能疏散具有重要的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】故障樹(shù);應(yīng)急疏散;疏散策略

【基金資助】湖北省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)廳項(xiàng)目（2016）

1. 引言

隨著社會(huì)發(fā)展與建筑科技的進(jìn)步，各種新型、大型的多功能諸如大型商場(chǎng)、劇場(chǎng)、體育館等超常規(guī)建筑不斷增多，其內(nèi)部人員高度密集，一旦突發(fā)事件，極易造成重大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。近年來(lái)，突發(fā)事件所造成的群死群傷呈上升趨勢(shì)。大量事故統(tǒng)計(jì)表明人群擁擠踩踏是造成大型公共場(chǎng)所災(zāi)難的主要原因之一，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)災(zāi)害本身。

本文遵從以人為本的協(xié)作理念，從借鑒故障樹(shù)思想對(duì)大型公共場(chǎng)合疏散進(jìn)行分析，討論了報(bào)警時(shí)機(jī)與方式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為突發(fā)事件的疏散預(yù)警、消防性能設(shè)計(jì)、消防演習(xí)、消防預(yù)案等提供理論、方法與思路。

2. 疏散人員行為的影響因素

疏散過(guò)程中個(gè)體的心理和行為存在著明顯的個(gè)體差異，但是隨著疏散者數(shù)量增多、人群密度增加，在疏散過(guò)程中疏散者的行為會(huì)出現(xiàn)一些共性，并且表現(xiàn)出明顯的群體特性。在大型公共場(chǎng)所突發(fā)事件中，疏散者主要表現(xiàn)出恐慌、從眾行為。這是引起人群擁擠踩踏的重要因素。

恐慌行為是指疏散群體在疏散過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的焦慮狀態(tài)以及特殊行為模式，主要表現(xiàn)為：個(gè)體的移動(dòng)速度加快;出口處或通過(guò)障礙物時(shí)，人與人之間的行為變得不協(xié)調(diào)，易產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象;人與人之間的距離會(huì)縮小，個(gè)體之間的作用力增大，從而會(huì)加大擁擠和碰撞;恐慌導(dǎo)致隨機(jī)性與從眾性選擇行為比重加大，從而造成疏散出口利用率低。

現(xiàn)代大型公共場(chǎng)所規(guī)模巨大、功能多樣。突發(fā)事件中，從眾行為可以緩解個(gè)體的緊張心理，對(duì)于那些不熟悉疏散環(huán)境的個(gè)體來(lái)說(shuō)，從眾是一種比較符合實(shí)際的決策方法。同時(shí)，對(duì)于人員高度集中的場(chǎng)所，從眾行為也是導(dǎo)致發(fā)生擁擠踩踏的重要原因。

3. 預(yù)警時(shí)機(jī)與方式風(fēng)險(xiǎn)研究

大型公共場(chǎng)合人員高度密集，如果預(yù)警時(shí)機(jī)與方式不當(dāng)，易造成大型公共場(chǎng)所人群的瞬間心理過(guò)激反應(yīng)或恐慌而失控，發(fā)生人群擁擠踩踏災(zāi)難，有時(shí)甚至超過(guò)災(zāi)害本身帶來(lái)的傷害。報(bào)警時(shí)機(jī)與報(bào)警方式選擇的基本原則是既能保證安全疏散時(shí)間，又能避免人群擁擠踩踏的傷害。大型公共場(chǎng)所預(yù)警時(shí)機(jī)與人員傷亡關(guān)系如圖1所示。預(yù)警方式與時(shí)機(jī)著重考慮：

a）.對(duì)人們?cè)庥鐾话l(fā)事件時(shí)行為方式、信心、勇氣的影響;

b）.引起人群混亂，相互擁擠踩踏造成不必要的二次傷害影響評(píng)價(jià)。

4. 故障樹(shù)狀模型構(gòu)建

大型公共場(chǎng)所突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，在環(huán)境和人為的雙重作用下，往往會(huì)呈現(xiàn)出不同的疏散狀態(tài)和演化路徑，最終演化出不同形態(tài)的多個(gè)疏散情景 。本文通過(guò)分析1998 - 2013 年《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》中記錄的大型公共場(chǎng)所特大火災(zāi)事故案例，以人員損傷為研究對(duì)象，從頂事件開(kāi)始，由上而下，逐級(jí)進(jìn)行分析，即以人員傷亡作為故障樹(shù)頂事件（T），故障模式類型作為故障樹(shù)的中間事件（M1、M2、M3），故障原因作為底事件（X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7）[8]。根據(jù)它們之間的邏輯關(guān)系用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T(mén)連接起來(lái)，構(gòu)造多層故障樹(shù)模型，如圖2所示。

5. 結(jié)論

故障樹(shù)分析是一種為提高系統(tǒng)安全性，演繹推理逐級(jí)細(xì)化事故原因和風(fēng)險(xiǎn)的重要分析法。大型公共場(chǎng)所預(yù)警是一個(gè)系統(tǒng)性工程，任何一個(gè)紕漏都將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)效能的急速降低，甚至?xí)?lái)整個(gè)系統(tǒng)的失效。

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作者簡(jiǎn)介：常君明（1973-），男（漢族），湖北省武漢市人，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)仿真、圖形圖像處理。