1、系統科學方法在地鐵疏散仿真模擬中的應用張翔 1201520240系統科學將眾多獨立形成、自成理論的新興學科綜合統一起來，具有嚴密的理論體系， 例如近年興起的相似論、現代概率論、超熵論、奇異吸引學及混沌理論、紊亂學、模糊邏輯 學等，也將進入廣義系統科學并成為其重要內容，系統科學已為內外許多學者所關注和研究。 系統論將世界視為系統與系統的集合，認為世界的復雜性在于系統的復雜性，研究世界的任 何部分，就是研究相應的系統與環境的關系。它將研究和處理對象作為一個系統即整體來對 待。在研究過程中注意掌握對象的整體性、關聯性、等級結構性、動態、平衡性及時序性等 基本特征。系統論不僅是反映客觀規律的科學理論，

2、也是科學研究思想方法的理論。系統思維，簡單來說就是對事情全面思考，不只就事論事。是把想要達到的結果、實現 該結果的過程、過程優化以及對未來的影響等一系列問題作為一個整體系統進行研究。它是 指以系統論為思維基本模式的思維形態，它不同于創造思維或形象思維等本能思維形態。系 統思維能極大地簡化人們對事物的認知，給我們帶來整體觀。隨著社會經濟的不斷發展，大型商場、高層建筑、大型工廠逐步建立。人員集中較為密 集，發展經濟的同時，也產生安全隱患。如若發生火災，地震等事故，人員的疏散是一大考 驗。包括對工廠的巡查，大型工廠建筑，占地面積達，巡查一次時間久，未必能夠做到每一 處都進行巡查。地鐵車站人員的應急疏

3、散與人員的生命安全直接相關，如何有效預防和減少事故的傷 亡，尤其是防止群死群傷事故的發生，已經成為國內外安全領域研究的熱點和重點，也是地 鐵設計的重要組成部分。地鐵車站人員的應急疏散是指發生突發事件后，在事故未對人員的 生命安全造成危險的時間內將人群安全疏散到安全區域。安全仿真模擬技術運用軟件模擬可以在現實景現場，模擬現場發生事故時可能發生的情 況，制定合理的疏散方法，及時發現安全隱患。例如用Pathfinder模擬地鐵口疏散，運用 系統科學的思想方法模擬地鐵人流疏散，依據現場人流運動情況、現場疏散通道布局，模擬 不同疏散分割欄、疏散口大小以及通道走向情況下人流疏散形式及疏散時間。依據模擬結果

4、 對比現實疏散情況就可以找出地鐵在人員疏散時的安全隱患，合理布局可以有效減少疏散時 間。一個模擬的產生，是基于對現實的需求但是又不便于直接開展。通過仿真模擬將現實中 不易做的，以計算機模擬的方式開展，科學有效的尋找解決方法。安全仿真技術運用模糊數學的思想方法模擬現實生活中可能發生的事情能夠提前做出 預判，并制定相應的措施能夠極大改善現實生活中的不易察覺的安全隱患。模擬仿真是從結 構上開始對安全進行考慮，立足整體放眼全局，模擬各種可能發生的事，并且可以設定條件， 來檢驗目前狀況下的安全狀況。開展一次隱患排查或者仿真演練，勞民傷財，又有走形式的 可能，不方便也不便于落實開展。軟件模擬與專業知識和系

5、統思維的結合能夠更好的解決現實生活中不便解決、不易察覺 的危險。系統科學方法在地鐵疏散仿真模擬中的應用張翔 1201520240研究內容1.理論基礎研究人的行為研究在人機系統中，人的生理特性和心理特性不是恒定不變的，特別在人機系統安全分析與 設計時，關于人的因素必須從動態特性變化來認識。影響人的行為的因素我們可以從內、外兩個方面去尋找原因。影響人的行為的個人主觀 內在因素包括生理因素、心理因素、文化因素、經濟因素；影響人的行為的客觀外在環 境因素包括：組織的內部環境因素、組織的外部環境因素災害發生時人受避災心理影響，總是想最快到達安全地帶，人的行為是動機的結果，是 目的的手段，但是災害發生時，

6、人的行為受恐懼心理的影響會發生異常，災害發生時人 的疏散行為遵循“嘗試-失誤-再嘗試”的循環認知模式，人的年齡、認知能力、正確決 策能力、疏散行為能力以及對災害的心理抵御能力是影響人員疏散的主要因素。全面分析突發事件中，單個人的疏散行為對于整體疏散的影響，并將其量化到疏散模型 中，建立微觀與宏觀相結合的人群疏散模型，為有效的人群疏散策略的制定提供理論支 持。煙氣擴散研究在各種災害中，火災是最經常、最普遍地威脅公眾安全和社會發展的主要災害之一。人 類能夠對火進行利用和控制，是文明進步的一個重要標志。所以說人類使用火的歷史與 同火災作斗爭的歷史是相伴相生的，人們在用火的同時，不斷總結火災發生的規律

7、，盡 可能地減少火災及其對人類造成的危害。所以發生火災時，由于產生的煙霧阻礙人們逃生和進行滅火行動，對人們生命安全產生 極大的威脅。火災發生時往往伴隨煙氣流動，在有限空間里人員的疏散行為受煙氣流動影響，通過研 究煙氣流動規律，來引導人們快速疏散，避開危險路徑。疏散結構和標志對疏散時間影響研究隨著時代的發展，科技的進步，建筑物規模越來越大，功能越來越復雜，設備眾多，人員密集。實驗證明，100m2的普通辦公室發生火災所產生的煙氣可以將面積1500m2、高37m的中庭充滿2/3。建筑結構是影響人員疏散的一大因素，災害發生時人員處在密閉有限空間，人員密集不易疏散，因此需要研究不同類別的建筑布局對人員疏

8、散行為影響， 以及人員在災害發生時，建筑結構布局對人員做出正確逃生判斷的影響。合理的建筑布 局和警示標志能夠在短時間內幫助具有判斷能力的人員找到正確疏散路徑，單個行為因 素對群體因素會產生影響。通過研究建筑布局來更有效地引導群體因素，降低消極因素 對群體因素的影響，從而能夠在時間、路徑上做出最快最正確行為。三者結合模擬研究人的內在行為影響因素受年齡、認知、決策能力、生存能力影響，通過全面分析行為心 理因素在面對不同的建筑布局、疏散警示標志以及疏散結構時做出的選擇，結合火災發 生時煙氣流動規律，來建立疏散模型，通過參數的設定來模擬不同人群在現有建筑結構 發生災害時的疏散路徑，找出現有建筑的安全隱

9、患。也可用于對未來建筑的避災建設提 供可靠依據，從本質上保證人的安全。1.人的行為研究從個體特質、人群行為方面探索人員安全疏散的各方面因素，總結疏散人群分類、人群行為 現象、疏散心理特點。個體特征包括人的生理、心理、社會背景等，包括性別、年齡、身高、體質、星哥、基尼以 及教育文化、民族等社會屬性。1.1人群行為1.1.1人群分類偶然性人群：此類人群不是有特定機構把他們組織起來，如超市、火車站、汽車站、飛機場、 地鐵站等。除了空間位置相同，他們具有不同的綠城目的、社會背景、經濟地位差異。穩定性人群：這類人群具有相似的興趣愛好，或者具有緊密的社會關系，個體間有共同的興 趣或目的，甚至有系統的明文規

10、范、嚴密的組織紀律，成員職責、權利、義務明確，成員固 定，如企業、寫字樓、學校、會議培訓、演唱會、政治演講、游行人群、宗教活動等。過激性人群：這類人群無視紀律、規則等社會約束，甚至是滿腔激情，極有可能發生犯罪、 違法過激行為。1.1.2緊急人群行為特征“從眾”現象：“從眾”是一種情緒性的傳播行為，這種心理作用力會使個性減弱或丟失。“情緒感染”現象：由于人員密度大，個人安全控件收到嚴重擠壓，情緒感染會使身邊的人 員被動加入，這種感染人群會像雪崩一樣迅速蔓延，致使群體失去控制。“踩踏”現象：由于擁擠群體的無組織、時空受限、威脅壓迫等原因，個體常常做出極端反 應，會引發集群的能量不恰當釋放，形成巨大破壞性。“應激”現象：高密度人群中，在人流量大、市區自我空間、相互推擠等外刺激下，人們的 忍耐極限受到挑戰，個體會產生焦慮、煩躁甚至恐慌的感覺，以致采取非理性致命逃生行為。“相向通道”現象:不同運動方向的行人相遇后會形成獨立的人流，相向運動的行人在避讓 過程中不斷改變自己運動方向和運動速度，同時影響到后續人員跟進，人群從無序逐步達到 有序穩定狀態，這是群體內部自我調整。“