2024年5月8日发(作者：)

FDS＋Evac人员疏散模拟软件的理论探析

与实战技巧

8颜春萍等:FDS+Evac人员疏散模拟软件的理论探析与实战技巧2008年第7期

FDS+Evac人员疏散模拟软件的理论探析与实战技巧

颜春萍,颜向农

(湖南科技大学,湖南湘潭411201)

摘要:对最新版人员疏散模拟软件FDS+Evac5.0的基本理论包括人体模型,运动方

程,烟气毒害模型,出口选择模型,进

行了探讨和分析.结合使用该软件的经验与体会,总结了网格划分人员特征,疏散

特征,出1:3特征的设置技巧和调试技

巧.分析了该软件应用的局限性,并展望其在火灾和其它紧急疏散领域的应用.

关键词:人员疏散;FDS+Evac软件;应用分析

1前言

在商场,高层建筑,运动场,学校,劳动密集型工厂

等人群聚集的地方,确保在各种紧急状态下(如火灾,

地震,爆炸,毒气泄漏,恐怖袭击等灾难),人员能迅速

从不安全的地方撤离,是不太容易达到的目标.运用

计算机模拟技术来进行人员疏散推演和分析,有助于

上述目标的实现.人员疏散计算机模型一般可分为三

类:连续空间模型,元胞自动机模型,粗糙网格模型.

在连续空间模型里,理论上时间和人员位置是连续,尽

管计算需要把时间和空间离散化.元胞自动机模型

(CA)是通过模拟大量简单的个体运动来复制系统的

复杂行为模式的数学模型(Norman和Wolfram,1985).

人员疏散的元胞自动机模型是二维CA模型,其原理

是将疏散区域离散成微小被元胞占据的平面,每个元

胞分别可以代表建筑物内的空地,物品,需要疏散的人

员等,所有元胞必须按照已制定的CA规则同时运动

(人员移动可以看成一个元胞到另一个元胞的移动)从

而模拟出人员的疏散行为.粗糙网格模型是把建筑物

划分为许多节点构成的网格,每个节点可以代表房间,

楼梯,走廊,用代表出口的弧线将这些节点连接起来,

人员只会从一个建筑结构单元运动到另一个单元,而

不能在同一个建筑单元内作区域性移动,不能模拟建

筑环境中人与人的社会影响和人与环境的物理影响,

此类模型的代表软件是EVACNET4….

FDS是美国技术标准研究所(NIST)开发的火灾动

力学模拟软件.Evac是芬兰技术研究中心(vrI'II)开发

的基于连续空间模型的人员疏散模拟软件.第一版

本Evac1.0,2006年单独发行,第二版本Evac1.1集成

在FDS5.0里,2007.10.1发行,故FDS5.0又称为FDS

+Evac(文中简称为Evac),模拟结果可以用FDS自带

的可视化软件SmokeView进行动画演示.下文分析了

Evac的理论基础并总结了几种实战技巧.

2Evac的理论基础探析

2.1人员身体特征模型

如图1所示,人员身体特征采用三圆模型:一个大

圆为身体圆,两个小圆为肩膀圆,椭圆代表人体在地面

上的投影,人员特征用以下尺寸表述:R.——人体圆的

半径,——人体中心到肩膀边界对距离,——肩

膀圆的半径,d——人体中心到肩膀中心的距离.

Evac自定义五种不同类型的人员(成人,男性,女性,

小孩,老人),并自带基于欧美标准的五种不同类型的

人体特征尺寸与步行速度数据库.

2.2人员运动模型及控制方程

人员运动模型采用德国物理教授DirkHelbing的