基于改进最优迈步模型的楼梯区域疏散模拟

程泽坤，宋卫国，张 俊

(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，合肥，230026)

0 引言

随着城市内多层和高层建筑物数量的增加，如何在紧急状况下进行建筑物内的人员疏散与疏导成为急需研究的重要课题。对于高层建筑火灾，由于一些国家的法律不允许使用电梯进行疏散[1,2]，而根据Kinsey等[3]进行的问卷调查，多层和高层建筑物中大部分人员对于疏散的第一反应便是使用楼梯。因此，楼梯间内行人疏散行为的研究对于紧急情况下建筑物中的人员疏散至关重要。

Xu和Song[4]针对楼梯间行人疏散的特点，建立了一种多格子模型，通过和真实疏散演习数据的比对分析，证明了模型的有效性。Qu等[5]用改进的社会力模型模拟楼梯上人员上行、下行的运动，在模拟过程中观察到了“分层现象”等楼梯间行人疏散典型自组织现象。Huo等[6]基于楼梯间行人运动特性，利用拓展的格子气模型来分析楼梯间平台的汇流行为，研究了两种典型的楼梯口结构对行人汇流行为的影响。Zeng等[7]区分楼梯处以及平台处的场域生成规则，采用拓展的优化迈步模型模拟行人楼梯疏散,相较于传统的场域生成算法，模型能够使行人更平滑地经过楼梯转角。Fu等[8]建立了考虑楼梯上行人运动疲劳效应的元胞自动机模型进行模拟，并说明了行人流的特征。

在以往的楼梯间疏散模型中，元胞自动机模型空间划分离散性过高，模拟的行人运动规则和运动方向等相对死板；社会力模型的连续性导致其难以复现典型楼梯区域行人的迈步特征，且由于需要划分极小的时间步，计算效率较低；……