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人员疏散能力模拟分析软件Pathfinder2018——Movement Group
消防安全评估软件烟气流动模拟分析软件PyroSim与人员疏散能力模拟分析Pathfinder.
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人员疏散能力模拟分析软件Pathfinder2018与2017年12月20日由Thunderhead Engineering公司发布，改款软件对疏散模拟进行了进一步的优化，在原有基础上对菜单及算法进行了优化，部分原有菜单增加了更细化的选项，模拟结果更加精确。
同时也增加了新的功能模块，最突出的为群组的组团疏散行为（Movement Group），该行为使指定的群组在疏散过程中组成为一个团队进行疏散，团队之间在疏散过程中相互等待，并且会生成一位领导（Leader），在疏散过程中群组跟随领导的行为，并且领导会等待每一个成员。
群组疏散只针对于具有相同行为，同区域的人员。
除此之外Pathfinder的数据库也丰富了许多，特别是对于人员的profile数据库。
常用的疏散模拟软件疏散模拟软件的发展十分迅速，疏散模型、算法都在不断地更新、完善。
目前，常用的疏散模拟软件有五种：（1）FDS + Evac，由芬兰VTT技术研究中心研发，FDS + Evac的运动计算模型采用Helbing的社会力模型。
软件将人员等价于有自驱动且有几何特性的粒子。
建筑内存在一个符合流体力学规律引导人员“流动”的虚拟流场，就如同在出口设置一台抽风机，吸引人员从建筑中流出来；软件不考虑人员的“再进入行”、“羊群行为”、“回避行为”（2）Building EXODUS，由英国格林威治大学研发，是一个模拟个人、行为和封闭区间的细节的计算机疏散模型。
模型包括了人与人之间、人与建筑之间和人与环境之间的互相作用。
它可以模拟大型建筑物中上千人规模的疏散并可包含火灾烟气影响因素。
在EXODUS中，空间和时间用二维空间网格和仿真时钟表示。
空间网格反映了建筑物的几何形状、出口位置、内部分区、障碍物等。
多层几何形状可以用由楼梯连接的多个网格组成，每一层放在独立的窗口中。
建筑平面图或用CAD产生的DXF文件，也可用交互工具提供，网格由节点和弧线组成，每一个节点代表一个小的空间，每一段弧代表节点之间的距离。
人员沿着弧线从一个节点到另外一个节点。
该软件由5个互相关联的子模型组成，它们是人员、移动、行为、毒性和危险子模型。
模型跟踪每一个人在建筑物中的移动轨迹，以及人们的模拟状态——或者疏散到安全地点，或者被火灾所伤害。
模型基于行为规则和个体属性，每一个人的前进和行为由一系列启发性规则决定。
行为子模型决定了人员对当前环境的响应，并将其决定传递给移动子模型。
行为子模型在两个层次起作用，即全局行为和局部行为，全局行为假设人员采用最近的可用疏散出口或者最熟悉的出口来逃生；局部行为可以模拟以下现象：决定人员对疏散警报的初始响应、冲突的解决、超越以及选择可能的绕行路径等。
这些都取决于人员的个体属性。
毒性子模型决定环境对人员的生理影响，考虑了毒性和物理危险，包括升高的温度、热辐射、C0、C02以及02含量等因素影响，并且估计了人员失去行动能力的时间；它采用‘毒性比例效果剂量’模型(FED)，假设火灾危险的影响由接受到的剂量而不是暴露的浓度决定，并且累计暴露期间的比例。
从意大利卢卡宫的计算机人流疏散模拟看历史性建筑的防火疏散设计作者：柳健卢莹来源：《城市建设理论研究》2012年第30期摘要：利用建筑EXODUS软件模拟意大利卢卡宫的防火疏散，通过对各种疏散方式的模拟和比较分析，总结出一些有助于建筑疏散设计、提高紧急疏散效率的方法。
关键词：历史性建筑防火疏散计算机模拟卢卡宫 EXODUS软件中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：随着计算机模拟技术的快速发展，20世纪末出现出的历史性建筑防火保护火灾测试方法已经逐渐被更加精确、快捷的计算机火灾模拟途径所取代。
这种计算机模拟系统能够对火灾蔓延、烟气流动以及人员疏散等各类火灾情况进行准确分析，大大地提高了历史性建筑防火保护的工作效率和可靠程度。
本文以意大利卢卡宫防火疏散设计为例，来展示现代计算机模拟技术在历史性建筑防火保护中的应用。
1意大利卢卡宫防火疏散分析2003年9月，schloβ schonbrunn（SSch）管理团队联合格林威治大学的消防安全工程集团（FSEG）研究了SSch国家公寓的二层防火疏散能力进行一项研究。
借助建筑EXODUS软件，通过对各种疏散脚本比较分析，得出卢卡宫防火疏散优化方案，在此基础上，提出一些新的历史性建筑的防火疏散设计方法和研究思路。
1.1建筑EXODUS软件EXODUS软件把以往的防火疏散经验作为疏散的模拟规则，能够模拟大量人群在围合场所中的疏散设计，包括五个核心交互子模型：个体子模型、运动子模型、行为子模型、毒性子模型和危害子模型。
在建筑EXODUS中，空间和时间维度由一个二维空间网格和一个模拟时钟表示，空间栅格可标识出建筑物的几何形状、出口、内部隔间、障碍等，且能涵盖多个楼层。
建筑的布局可以由一个指定的DXF文件或交互式工具提供。
网格由节点和线段组成，每个节点表示一个特定的空间区域，每个线段代表相邻两个节点间的距离。
行为个体能沿着线段从一个节点到运动另一个节点。
在个体个性特点的基础上，行为子模型确定承载个体对当前环境的回应，并将其传递给运动子模型。
疏散模拟软件STEPS与Pathfinder对比研究杜长宝1,2,3，朱国庆1,2,3，李俊毅1,2,3（1. 中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221116；2. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏徐州221116；3. 中国矿业大学消防工程研究所，江苏徐州221116）摘要：为了解两款疏散模拟软件STEPS与Pathfinder的功能差异及适用范围，本文采用理论研究与实际模拟相结合的方法进行对比分析。
研究发现：STEPS软件采用元胞自动机（CA）模型，疏散规则简单，人员智能化程度低，疏散时人员行为特征与现实情况不完全相符，但路径决策系统很好地解决了上述问题，可以很真实地模拟常态下人员疏散；Pathfinder软件采用Agent-base模型，人员智能化程度高，个体可以回应环境刺激，人员可以轻松规避障碍物，人群中的个体行为特征丰富且与现实情况十分相符，但在出口选择上存在缺陷，只能选择前方的出口而忽略后方的出口，不能模拟常态下人员疏散。
分析得出Pathfinder模拟结果与真实情况相符程度更高，STEPS更适合模拟常态下人员疏散。
关键词：疏散；STEPS；元胞自动机；Pathfinder；Agent-baseComparative Study on Evacuation Simulation Software STEPS and PathfinderDU Chang-bao1,2,3, ZHU Guo-qing1,2,3,LI Jun-yi1,2,3(1 School of Safety Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China2 Ministry of Education Key Laboratory of Gas and Fire Control for Coal Mines, Xuzhou Jiangsu 221116, China3 Fire Research Institute, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China）Abstract: To know the different of two evacuation simulation software STEPS and Pathfinder in function and scope, this paper uses the analysis method of combining the theoretical research and practical simulation. Found that STEPS theory model is cellular automata (CA), its evacuation rules is simple and intelligence degree is low, the evacuation behavior is not completely consistent with reality, but path decision system solved the problems. In addition, STEPS can simulate the normal population. Pathfinder has a high intelligence degree, its individual can respond to environmental stimuli and also can easily avoid obstacles. Besides, the individual also has a rich attribute that strictly conform to the reality. But it has some flaws in door choice system, individuals can only choose the front direction ignoring the back, and can't simulate the normal evacuation. Finally, concluded that the intelligence degree of Pathfinder is high and its simulation results match the real better, STEPS is more suitable for simulating normal evacuation. Keywords: Evacuation, STEPS, Cellular Automata, Pathfinder, Agent-base1引言以往人员疏散的研究主要集中在对火灾现场的观察分析，对幸存者的访谈记录，对统计数据的拟合整理。
Pathfinder疏散软件与元胞自动机模型对比起首，我们来介绍一下Pathfinder疏散软件。
Pathfinder是一款由Thunderhead Engineering公司开发的商业疏散软件，用于模拟建筑物内的人员疏散过程。
它通过建立人员行为和建筑环境之间的关联模型，猜测和优化疏散路径。
Pathfinder使用了一种基于离散事件仿真的方法，将人群分为不同的群体，每个群体都具有特定的行为特征，例如行走速度和避让偏好。
通过模拟人员的挪动和交互，Pathfinder可以援助用户分析和评估疏散效率，设计安全出口位置和通道。
相比之下，元胞自动机模型是一种不同的疏散模型。
元胞自动机模型是一种基于规则的离散动力学模型，可以通过简易的局部规则描述全局行为。
在疏散模型中，每个个体被视为一个元胞，其行为受到其四周邻近元胞的影响。
元胞自动机模型假设个体之间的交互是基于相邻元胞的状态，例如周边的密度和路径堵塞程度。
通过迭代更新每个元胞的状态，元胞自动机模型可以模拟整个疏散过程。
两种模型在疏散模拟中都具有一定的优势。
Pathfinder疏散软件具有可视化和交互性强的优点。
用户可以便利地在软件界面上设计建筑物和人员模型，并通过图形展示人员行动轨迹。
Pathfinder还提供了丰富的分析工具，用户可以依据试验结果调整模型参数和布局设计，来优化疏散路径。
此外，Pathfinder还可以模拟特殊状况下的人员行为，例如进退urbortunities，这在实际疏散过程中可能是关键因素。
然而，Pathfinder疏散软件也有一些局限性。
由于接受了离散事件仿真方法，Pathfinder对于复杂场景中大规模人员模型的模拟可能存在一定的计算复杂度。
另外，Pathfinder的猜测依靠于用户对人员行为的合理假设和建筑环境的精确描述。
若果用户的假设和描述与实际状况有很大出入，模拟结果可能会存在一定的误差。
相比之下，元胞自动机模型具有模拟复杂场景和大规模人员模型的能力。
人员疏散软件的比较一、人员疏散软件－Simulex1Simulex软件简介Simulex的开发公司是由苏格兰集成环境解决有限公司（Integrated Environmental Solutions Ltd）的Peter Thompson博士开发，用来模拟大量人员在多层建筑物中的疏散。
年费1000英镑，永久使用2600英镑，采用C++语言编制。
只能模拟在紧急情况下人员的疏散活动，不能模拟在建筑物正常运作情况下的人流运动。
2软件应用能力2.1疏散能力可以模拟大型、复杂几何形状、带有多个楼层和楼梯的建筑物，可以容纳上千人，用户可以看到在疏散过程中，每个人在建筑物中的任意一点、任意时刻的移动。
仿真结束后，会生成一个包含疏散过程详细信息的文本文件。
2.2场景设置Simulex把一个多层建筑物定义为一系列二维楼层平面图，这些楼层平面通过楼梯相连接。
从每一个楼层进入楼梯的出口要在楼层平面窗口和楼梯窗口都指定。
楼梯和楼层片面由“link”连接，在模型中将其位置放在出口的位置。
模型中的人员可以通过连接从楼层进入楼梯，反之亦然。
Simulex无内置制图工具，楼层平面图必须来自于CAD软件包，例如AutoCAD，CADD，或者QuickCAD。
平面图必须用标准的二维DXF文件格式存储。
2.3人群设定Simulex用三个圆来代表每一个人的平面面积，精确地模拟了实际的人员。
每一个被模拟的人由一个位于中间的不完全的圆圈，和两个稍小的、与中间的圆重叠的肩膀圆圈所组成，它们排列在不完全的圆圈两侧。
如下图所示simulex人群设定2.4楼梯及连接定义Simulex假设一个楼梯可以用二维线性走廊代替，三维螺旋形楼梯也被简化成二维直线形式。
对于连接的定义，用户需要在楼层平面和楼梯之间定义特定宽度的连接，以构造一栋建筑物的三维形式。
无论何时，只要楼层平面和楼梯之间有开口就需要一个连接，每一个连接都有宽度和位置。
2.5出口定义最终出口直线代表了建筑物中人员的最终目标，当一个人到达最终出口，就认为已经逃生。
