《建築火災人群疏散中行人的微觀運動特徵分析與建模》是依託中國科學技術大學，由宋衛國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：建築火災人群疏散中行人的微觀運動特徵分析與建模
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋衛國
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
人群疏散是建築防火領域的研究熱點之一，疏散過程中出現的擁擠、堵塞等現象容易造成嚴重傷亡。實際行人運動既有向前的移動又伴隨側向搖擺等特徵，行人與環境之間具有複雜相互作用，人群中作用力傳遞疊加具有獨特規律。而現有疏散模型難以較好量化這些微觀運動特徵，有可能產生較大誤差。本項目將實驗研究、理論分析和模型研究相融合，依次開展四項工作：（1）研究單個行人的微觀運動特徵，如側向搖擺、轉身、側行等，認識行人自由運動的特點；（2）研究行人與行人之間因相互作用產生的微觀運動特徵，如閃避、變向、協調等，力圖找到行人運動與鄰近行人參數之間的定量關聯；（3）研究擁擠人群的運動模式，分析不同模式之間相互轉變的條件；（4）量化行人的微觀運動特徵，建立更為精細的疏散模型，探索擁擠人群中作用力的產生、傳遞和疊加機制，認識人群疏散的規律性。研究結果對於揭示火災環境中人群疏散的基本規律有所推進，可望對相關建築設計工作有一定指導作用。
結題摘要
將實驗研究、理論分析和模型研究相融合，研究了單個行人的運動特徵、行人與行人之間的相互作用、擁擠人群的運動特徵，建立了體現行人微觀運動特徵的疏散模型。研究進展包括：（1）開展了開展了疏散運動模型研究，量化了疏散運動的基本特徵：建立了兩類行人運動基本模型----CDM和視覺場阻模型，獲得了行人運動速度和運動方向變化的基本特性；開展行人運動空間分析和路徑選擇模型研究，得到了行人從出發點到目的地的路徑選擇對疏散運動的影響；建立了多種車輛換道模型，理解行人與車輛交通的異同點；研究擁擠和煙氣對疏散運動的影響，得到關鍵參數及作用規律；研究建築物出口、樓梯等瓶頸處的疏散運動模型，認識瓶頸對疏散的影響；建立了一種考慮恐慌傳播的疏散模型，研究了行人在恐慌狀態時的疏散運動特徵；開展疏散引導模型、預動作模型研究，量化這些因素對疏散的影響。（2）開展了行人疏散運動實驗研究，獲得了第一手科學數據：開展了單列環形運動實驗，得到了運動個體的相互作用，以及流量、密度、速度之間的基本關係；開展了多方向行人通過瓶頸和交叉路口的行人實驗研究，獲得了行人速度-密度、流量-密度基本圖以及行人在交叉區域的分層等基本特徵；開展了房間疏散和進入流實驗，研究低能見度下行人疏散的運動特徵；開展行人群組運動研究，得到了群組成員協同運動機制。研究成果發表在國際著名學術期刊IEEE-ITS、Complexity（SCI高影響區期刊）、Journal of Statistical Mechanics、Fire Safety Journal（國際火災學會會刊）、Physica A、PloS one等，以及PED2014、TGF2013、TGF2015、國際火災大會、亞澳火災大會等本領域最重要的國際會議，共表論文31篇，其中SCI論文15篇；發明專利2項，計算機軟體著作權2項。研究結果對於揭示火災環境中人群疏散的基本規律有所推進，可望對相關建築設計工作有一定指導作用。項目組成員分工明確，開展了密切合作。培養博士生4名，項目負責人獲得第十三屆中國青年科技獎。開展了卓有成效的國際交流合作，項目組成員多次在重要國際會議擔任委員、分會主席等職務並做口頭報告。項目負責人申請並獲得人員疏散領域最具影響力的國際會議之一“第8屆國際行人與疏散動力學國際會議”（PED2016）主辦權，這是該系列會議首次來到中國，也是首次來到開發中國家。
