一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法与流程

本申请属于建筑安全，具体而言涉及一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法。

背景技术：

1、现有的建筑疏散模拟软件主要利用社会力模型或代理人基模型等微观模型为原理模拟得出建筑全员疏散所需的时间，优点在于可高自由度的调整不同实验个体的特征，同时可以以不同建筑环境为模拟场景。缺点为所用计算时间较长，尤其涉及到复杂建筑与大量人群。

2、综上，现有技术中存在现有的建筑疏散模拟软件计算超高层建筑中人群疏散时间时，所用的计算时间较长的技术问题。现急需一种能够快速计算出超高层建筑内人员总体疏散时间的方法。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，用以解决现有技术中存在的现有的建筑疏散模拟软件计算超高层建筑中人群疏散时间时，所用的计算时间较长的技术问题。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一方面，提供一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，所述快速计算方法包括：将参数输入至数学模型中，计算不同疏散方式的疏散时间，得出疏散总用时；

4、还包括建立数学模型，建立数学模型包括以下步骤：计算楼梯疏散时间ts；计算电梯疏散时间te；疏散总用时t取楼梯疏散时间ts和电梯疏散时间te中的较大者。

5、进一步地，计算楼梯疏散时间ts时，楼梯疏散抽象为分层疏散，即自下而上一层一层进行疏散，疏散当前层时，以上各层均处于等待状态。

6、进一步地，计算楼梯疏散时间ts，包括：在不考虑水平疏散情况下，楼梯疏散为：从第n层开始，第n层选择楼梯疏散的人员等待第(n-1)层选择楼梯疏散的人员全部进入楼梯时，第n层选择楼梯疏散的人员，开始行动，n为大于1的整数。

7、进一步地，选择楼梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时为人群的反应时间+人群进入楼梯形成的总长度除以人群的下楼速度：

8、tst(n)＝ap*ps(i)(n)/(ws/wp)+(ps(i)(n)/(w/s/wp)*wp)/vs(n)，

9、其中，tst(n)为第n层选择楼梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时；

10、vs(n)为第n层人员下楼速度；

11、ws为楼梯的宽度；

12、wp为人员所在方格长/宽；

13、ps为选择楼梯进行疏散的人数；

14、ps(i)(n)为第n层选择楼梯i进行疏散的人数；

15、ap为人员疏散速度从0到最大速度所用时间。

16、进一步地，第n层选择第i个楼梯进行疏散的总时间拆分为：

17、所有楼层选择楼梯i进行疏散的人群进入楼梯所用时的总和+smax(i)层最后一个人的疏散时间：

18、其中，smax(i)＝max(n)，且同时满足ps(i)(n)＞0；vs(n)＝ys(i)*v(n)*k，其中，

19、ts为楼梯疏散总时间;

20、tst(n)为第n层选择楼梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时；

21、smax(i)为选择楼梯i进行疏散的人群所处的最高楼层；

22、l(n)为第n层向下一层的楼梯长度；

23、vs(n)为第n层人员下楼速度。

24、进一步地，楼梯疏散时间还包括选择乘电梯的人员借用楼梯抵达避难层的时间。

25、进一步地，第n层需要抵达f层进行电梯疏散的人群占用楼梯的公式为：test(f)(n)＝pe(f)(n)/(ws/wp)*(ap+wp/vs(n))/ns，n＞f，ns为楼梯数量，人群在疏散时，多个楼梯同时进行，实际人群长度分散到多个楼梯口进行疏散；

26、其中，test选择电梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时；

27、f为避难层;

28、f(j)为电梯j停靠的避难层层数；

29、ns为楼梯数量;

30、vs(n)为第n层人员下楼速度；

31、ws为楼梯的宽度;

32、wp为人员所在方格长/宽；

33、pe(f)(n)为第n层需要到达f层乘坐电梯疏散的人数。

34、进一步地，抵达f层进行电梯疏散的人群借用楼梯疏散的总时间为：

35、选择电梯的人借用楼梯需要占用的总时间tes＝tes(f)中的最大值，

36、其中，tes为选择电梯疏散的人群借用楼梯疏散占用的时间；

37、test为选择电梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时；

38、f为避难层;

39、l(n)为第n层向下一层的楼梯长度；

40、vs(n)为第n层人员下楼速度；

41、emax(f)为需要到达f层乘坐电梯疏散的人群所处的最高楼层。

42、进一步地，楼梯的疏散总时间为

43、其中，ts为楼梯疏散总时间；

44、tes为选择电梯疏散的人群借用楼梯疏散占用的时间。

45、进一步地，计算电梯疏散时间te包括：电梯j往返一次的路程时间：电梯j往返一次的总时间为：

46、其中，te为电梯疏散总时间；

47、c为电梯往/返一次所需开门时间；

48、h(n)为第(n)层楼的高度；

49、ve为电梯运行额定速度；

50、ac为电梯运行加速度；

51、tre(fj)为电梯j往&返一次地面层与指定避难层的路程耗时。

52、进一步地，电梯j疏散的总时间为：

53、

54、电梯的疏散总时间为

55、其中，te为电梯疏散总时间；

56、f为避难层；

57、f(j)为电梯j停靠的避难层层数；

58、pe(j)(n)为第n层选择电梯j进行疏散的人数；

59、ce(j)为电梯j的最大承载量；

60、te(fj)为电梯j往&返一次地面层与指定避难层所需总时间。

61、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

62、本发明提供的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，本方法借助数学模型算法，从宏观层面计算超高层建筑中人群的整体疏散时间，可将疏散计算时间从传统疏散模拟软件1-2小时的计算用时，减少至秒级水平；同时，可将疏散总用时的误差控制在5％内。

技术特征：

1.一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，所述快速计算方法包括：将参数输入至数学模型中，计算不同疏散方式的疏散时间，得出疏散总用时；

2.根据权利要求1所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，计算楼梯疏散时间ts时，楼梯疏散抽象为分层疏散，即自下而上一层一层进行疏散，疏散当前层时，以上各层均处于等待状态。

3.根据权利要求2所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，计算楼梯疏散时间ts，包括：在不考虑水平疏散情况下，楼梯疏散为：从第n层开始，第n层选择楼梯疏散的人员等待第(n-1)层选择楼梯疏散的人员全部进入楼梯时，第n层选择楼梯疏散的人员，开始行动，n为大于1的整数。

4.根据权利要求3所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，选择楼梯疏散的人群从开始行动到全部进入楼梯的用时为人群的反应时间+人群进入楼梯形成的总长度除以人群的下楼速度：

5.根据权利要求4所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，第n层选择第i个楼梯进行疏散的总时间拆分为：

6.根据权利要求2或3所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，楼梯疏散时间还包括选择乘电梯的人员借用楼梯抵达避难层的时间。

7.根据权利要求6所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，第n层需要抵达f层进行电梯疏散的人群占用楼梯的公式为：test(f)(n)＝pe(f)(n)/(ws/wp)*(ap+wp/vs(n))/ns，n＞f，ns为楼梯数量，人群在疏散时，多个楼梯同时进行，实际人群长度分散到多个楼梯口进行疏散；

8.根据权利要求7所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，楼梯的疏散总时间为

9.根据权利要求1所述的超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，其特征在于，电梯j疏散的总时间为：

技术总结本发明涉及一种超高层建筑中人群疏散时间的快速计算方法，属于建筑安全技术领域，解决了现有技术中存在的现有的建筑疏散模拟软件计算超高层建筑中人群疏散时间时，所用的计算时间较长的技术问题。本发明包括：将参数输入至数学模型中，计算不同疏散方式的疏散时间，得出疏散总用时。本申请实现了可将疏散计算时间从传统疏散模拟软件1‑2小时的计算用时，减少至秒级水平；同时，可将疏散总用时的误差控制在5％内。技术研发人员：韩吉喆,杜甜甜,张蔚,贾子玉,宋子琪,胡英娜,杨思宇,焦燕,郑婕,肖娜受保护的技术使用者：中国建筑设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29