基于当量长度的游船火灾人员最优疏散路径
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于当量长度的游船火灾人员最优疏散路径范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：为能够在游船发生火灾时选择合理的疏散路径，避免和减少人员伤亡，引入当量长度，建立火灾时游船应急疏散模型，选用最短路径算法得到火灾区域至各逃生出口的多条最优疏散路径，并利用MATLAB编程实现.选取“海洋绿洲”号游船进行实证研究，在客舱着火点位置确定的情况下分别考虑游船通道阻塞和火灾扩散对最优疏散路径的影响.研究结果表明，所建立的疏散模型是可靠的.
关键词：游船；火灾；疏散；当量长度；最优疏散路径
中图分类号：U674.11；U698.4；O157.5 文献标志码：A
Optimalevacuationroutesoncruiseshipinfirebasedon equivalentlength
LIUHong，LUOXuan
（SchoolofTransport＆Communications，ShanghaiMaritimeUniv.，Shanghai201306，China）
Abstract：Inordertoselectareasonableevacuationroutetoavoidorreduceinjuriesanddeathswhenthe firebreaksoutoncruiseship，theequivalentlengthisintroducedtoestablishthecruiseshipemergency evacuationmodelincaseoffire.Dijkstraalgorithmisadoptedtogetmultipleshortestevacuationroutes betweenthedisasterareaandtheemergencyexits，andthesolutionsareobtainedbyMATLAB.Cruise ship“OceanOasis”isselectedtodotheempiricalresearch.Inthecasethatfireinpassengercabinis known，theinfluencesofpathoccupationandtheexpandingoffireontheoptimalevacuationroutesare discussed.Theresultshowsthattheevacuationmodelisofreliability.
Keywords：cruiseship；fire；evacuation；equivalentlength；optimalevacuationroute
火灾事故是导致游船上人员疏散的重要因素，发生火灾时游船上人员的疏散路线是指灾害区域及可能受到威胁区域的乘员撤离到安全地点的路线［1］，它直接关系到旅客及船员的生命安全.
由于游船通道狭窄，通往露天区域的出口有限，加之船舶本身结构复杂以及火灾蔓延对逃生通道的影响，使得选择合理的人员疏散路线成为比较棘手的问题.迄今为止，国外对游船火灾状况下人员疏散的研究起步较早［28］，我国的研究主要集中于陆上建筑［911］，对游船这一特殊建筑的研究较少［12］.
在现有最佳疏散路径的研究中，国内主要集中在对高层建筑物通道人员疏散、矿井井巷逃生和紧急情况（如毒气泄露等）人员疏散的研究上，国内一些专家学者主要针对火灾时的高层建筑物、矿井的人员最佳疏散路径进行研究［911］，而国外对游船的人员最佳疏散路径研究多侧重于人员行为对疏散最终结果的影响上［28］.
本文将当量长度的概念引入到游船人员最佳疏散路径的研究中，采用图论原理结合计算机技术，提出一种计算游船人员最佳疏散路径的方法，该方法综合考虑疏散距离、火灾时的烟流浓度和人员密集情况等因素.
根据第1节建立的疏散路径模型，利用当量长度作为路权，由式（2）计算当量长度.
2.3.1 考虑客舱着火点位置的疏散分析
根据对着火点位置的分析，由于旅客不慎导致的客舱起火具有突发性和不可预测性，现假设在节点7处的客舱突发火灾，需对该节点及其周围的人
由此可见，在方案（2）中考虑到游船通道的阻塞现象，火灾区域的人员分别从不同的最优路径到达出口处，可避免楼梯口的人员阻塞现象，从而实现对方案（1）的进一步优化.
2.3.3 考虑火灾扩散影响的人员疏散分析
考虑到火灾扩散的影响，对方案（2）作进一步的优化.
游船一旦发生火灾，火灾扩散产生的烟流等会造成部分通道不可行.因此，如果节点7处的火灾没有立即得到控制，火灾的蔓延将会导致一条或几条通道阻塞，或者由于环境恶劣人员无法通过，必须考虑火灾扩散对人员疏散的影响.这时只需将该条路段的权值设为∞，计算机在搜寻路径时会自动改变可通行性条件，避开该条路径.
游船发生火灾时，驾驶人员会立即减速或停车，并使着火部位处于下风侧.由于风力的影响，火灾向船舷外扩散，波及节点9和节点17的区域，从而使得船尾的楼梯9―29和17―37，通道8―9和9―17均不能通行.此时需调整方案（2）.
根据表2数据可知，因为不能通行的几个通道对节点6的人员疏散不会产生影响，故其疏散路径不变，仍为643242341；由于楼梯9―29不可通行，节点8人员此时可选取第2最短路径，将人员疏散至船尾出口43，路径为816152039363543；为避免通道阻塞，对节点5人员
2.3.4 最优疏散方案的实现
为了实现方案（3），引导旅客快速疏散，可根据该方案的疏散路线图（图5）在游船通道、梯道以及集合地点等处设立疏散引导和指示符号，包括集合地点、登乘站、方向指示、应急出口方向指示、应急出口和出口标志等.
但在火灾状况下，由于紧张和恐惧等心理因素，旅客往往会产生慌乱，不一定完全按照标志所指定的路线疏散，特别是在一些关键节点处，需要安排船员引导和维持秩序.
3 结论与展望
探讨当量长度及最短路径算法在游船人员疏散路径研究上的应用.在假定火灾发生的前提条件下，研究游船通道阻塞和火灾扩散对游船人员疏散路径的影响，下述结论对建立游船火灾状况下的人员疏散预案有参考价值.
（1）由于游船通道狭窄，疏散方案中需考虑人员阻塞现象；
（2）在楼梯口必须有船员进行引导，从而实现人员的合理分流，以保证疏散方案能正确实施；
（3）游船中的火灾蔓延往往比普通建筑要快，因此在人员疏散方案设计中必须考虑到火灾蔓延产生的烟流等可能造成通道不可行的状况；
（4）必须综合考虑各种突发因素，合理设置人员疏散中的集合地点；
（5）火灾状况下的游船人员疏散路径方案必须准备两套以上；
（6）在游船航行途中，必须对全体船员和旅客进行消防和逃生演习.
到目前为止，国内火灾状况下人员疏散路径的模型和计算方法仅局限于陆上各类型建筑物，对游船的人员安全疏散撤离研究较少.本文对游船人员安全疏散路径影响因素的初步分析比较粗糙，所建立的模型偏于静态，许多影响因素如船舶航行状态、人员行为因素等都未考虑，未来可在模型的动态化、多灾源、多出口及引入人员行为因素方面作进一步的研究.
参考文献：
［1］余为波，吴晓光，王涛，等.基于最短路径算法的舰船通道逃逸路线研究［J］.中国舰船研究，2008，3（2）：1620.
［2］VASSALOSD，KIMH，CHRISTIANSENG，etal.Amesoscopicmodelforpassengerevacuationinavirtualshipseaenvironmentandperformancebasedevaluation［C］／／SCHRECKENBERGM，SHARMASD.PedestrianandEvacuationDynamics.Duisburg，Germany，2001：369391.
［3］KIRCHNERA，SCHADSCHNEIDERA.Simulationofevacuationprocessesusingabionicsinspiredcellularautomatonmodelforpedestriandynamics［J］.PhysicaA，2002，312（1／2）：260276.
［4］GWYNNES，GALEAER.AnalyzingtheevacuationproceduresemployedonaThamespassengerboatusingthemaritimeEXODUSevacuation model［J］.FireTechnol，2003，39（3）：225246.
［5］NOBUYOSHIFukuchi，TERUYUKIImamura.Riskassessmentforfiresafetyconsideringcharacteristicevacueesandsmokemovementinmarine fires［J］.MarSci＆Technol，2005，10（2）：147157.
［6］VARASAA，CORNEJOAKMD，MAINEMERAD，etal.Cellularautomatonmodelforevacuationprocesswithobstacles［J］.PhysicaA，2007，382（2）：631642.
［7］KEISUKEUno，KAZUOKashiyama.DevelopmentofsimulationsystemforthedisasterevacuationbasedonmultiagentmodelusingGIS［J］.TsinghuaSci＆Technol，2008，13（S1）：348353.
［8］GINNISAI，KOSTASKV，POLITISCG，etal.VELOS：AVRplatformforshipevacuationanalysis［J］.ComputAidedDes，2010，42（11）：10451058.
［9］陈宁，孔维臻.矿井火灾避灾与救灾最优路径研究［J］.工业安全与环保，2010，36（11）：4042.
［10］梅志斌，董文辉，潘刚，等.建筑物火灾中人员疏散路径优化自适应蚁群算法［J］.沈阳建筑大学学报：自然科学版，2008，24（4）：671674.
［11］伍颖，李卓球.高层建筑火灾人群疏散模型研究［J］.安全与环境工程，2008，15（3）：8789.
［12］廖守衡，付玉慧，徐德江.客船疏散模型研究综述［J］.大连海事大学学报，2010，36（6）：3335.