人員疏散能力模擬分析軟件進行醫(yī)院疏散模擬

關(guān)鍵詞：人員疏散能力模擬分析軟件、Pathfinder人員疏散能力模擬分析軟件、消防安全評估軟件

1.介紹

醫(yī)院建筑具有功能復雜、設(shè)備繁多、人流量大、煙囪效應和疏散人員行動較慢等特點，其特點決定了醫(yī)院建筑較其它建筑潛伏著更多的火災隱患，一旦醫(yī)院發(fā)生火災，經(jīng)濟損失和生命財產(chǎn)損失巨大,而且造成較大的社會影響。近年來,大型醫(yī)院建筑迅速增加，為火災防治工作帶來了新的挑戰(zhàn)。 建筑物發(fā)生火災時產(chǎn)生大量的煙霧，煙霧中有毒有害氣體是火災傷亡的主要原因，人員死亡多數(shù)是因為吸入有毒有害的火災煙氣所致，火災產(chǎn)生的煙氣使人們在疏散時看不清疏散標志和周圍環(huán)境，甚至辨不清疏散方向，找不到安全出口，影響安全逃生。因此，開展醫(yī)院建筑物煙氣擴散規(guī)律研究，對煙流的溫度、濃度以及可見度隨時間的發(fā)展而變化以及煙流的蔓延進行模擬，了解和掌握煙氣擴散規(guī)律，并圍繞火災等緊急情況下人員疏散規(guī)律，進行疏散研究，對醫(yī)院建筑開展性能化防火設(shè)計，更好地滿足醫(yī)院建筑的防火設(shè)計要求。并可據(jù)此得到行之有效的安全疏散應急預案，配備切實可行的安全疏散指揮和管理方法，對保障人們的生命財產(chǎn)安全意義重大。 

2.Pathfnder輔助疏散

醫(yī)院的緊急疏散設(shè)備是給需要幫助和行動不便的病人使用的。Pathfnder2017.1增加了對輔助疏散的支持，如所示圖1。

圖1.使用輪椅和床的輔助疏散示意圖

定義輔助疏散場景時，Pathfnder使用以下概念：

• 助手:幫助其他居住者的居住者。
• 客戶:由助手幫助的居住者。客戶可能需要多個助手并擁有相關(guān)的車輛形狀(默認車輛包括輪椅和床，但新的形狀可由用戶指定)。
• 組*助理小組。每個助理一次只能在一個團隊中，但以后可以切換到另一個團隊。任何數(shù)量的團隊可以同時幫助每個客戶。

通過以下方式支持輔助疏散行為系統(tǒng)因此疏散場景可以包括不同的順序和目標。一些可能性包括：

• 助理幫助客戶完成整個撤離過程。這可能包括在得到幫助的同時訪問多個中途站或特定的延誤。
• 助手只幫助客戶進行部分疏散，比如坐在輪椅上的乘客只需要幫助下樓梯。
• 助手分階段幫忙。例如，一個助理團隊將客戶移動到一個位置，然后另一個團隊將居住者移動到另一個位置。

在疏散模擬過程中，客戶(患者)請求幫助，然后可用的助手幫助客戶按照客戶的行為進行疏散。如果其他客戶需要幫助，助理將返回并繼續(xù)幫助客戶，直到全數(shù)人撤離。

3.根特醫(yī)院模擬

在這篇文章中，我們將復制根特醫(yī)院的兩個疏散模擬，正如奧菲·亨特的論文中所描述的模擬醫(yī)院疏散并且在訓練有素的醫(yī)院工作人員使用移動輔助設(shè)備疏散行動不便人員的性能分析和數(shù)值模擬。（亨特、蓋拉和勞倫斯2013)

正如論文中所描述的，“數(shù)據(jù)是從32個試驗中收集的，在這些試驗中，一名受試者被疏散到根特大學醫(yī)院的11層樓，使用四種常用的運動輔助設(shè)備:擔架、搬運椅、疏散椅和救護單。”（亨特、蓋拉和勞倫斯2013)。利用這些數(shù)據(jù)，使用不同的設(shè)備、不同數(shù)量的工作人員以及男性/女性團隊對28名患者的撤離進行了模擬。

我們將復制兩個場景：(1)、白班女性團隊使用疏散椅，(2)、夜班男性團隊使用擔架。

3.1.模型詳細信息

圖2顯示了要疏散的醫(yī)院樓層的基本幾何圖形。在此圖中，某些尺寸(如走廊門寬度)是通過縮放圖形來估計的。圖3顯示樓梯的幾何圖形。樓梯的關(guān)鍵尺寸是每一步都有一個臺階17.5厘米和一連串的29厘米，每段樓梯有12個樓梯，樓梯的寬度為1.4米扶手之間。

圖2.帶有患者的地板11的幾何形狀(亨特、蓋拉和勞倫斯2013)

圖3.樓梯和樓梯平臺幾何圖形(亨特、蓋拉和勞倫斯2013)

椅子、擔架和疏散助手的幾何圖形如所示圖4.疏散椅在移動時只需要一名助手，而擔架需要四名助手。椅子和擔架的尺寸由(亨特、蓋拉和勞倫斯2013)。助手相對于椅子和擔架的位置被估計。在Pathfnder的移動過程中，車輛和助手的幾何包絡用于檢測碰撞。包絡通過從車輛中心畫一條線穿過輔助中心然后延伸來定義20厘米從該行的助理中心，如所示圖5。

圖4.疏散椅和擔架助手的尺寸和位置

圖5.運動的碰撞包絡

圖6顯示了根特醫(yī)院模型的完整幾何圖形，以及擔架撤離模擬中助手和病人的位置。該模型代表11樓的疏散。在這種情況下，疏散小組中有四名男性成員。它們開始位于1號樓梯井附近。有28名病人需要幫助。這意味著這四名助手總共需要走7趟樓梯。

圖6.顯示疊加在導航網(wǎng)格上的平面圖的醫(yī)院模型

圖7為病人和助手提供max移動速度。當助手獨立移動時，他們使用分配給他們的速度。當助手幫助病人時，他們以病人的速度移動。在Pathfnder中，當在拐角處或接近門口時，移動模型會導致速度變慢。

圖7.助手和客戶(患者)的移動速度

3.2.樓層疏散的結(jié)果

兩種場景用于疏散樓層上的全數(shù)人員:

1. 使用疏散椅的日班女隊員。
2. 使用擔架的夜班男性隊員。

在醫(yī)院里，日班由七名助手組成。使用疏散椅進行疏散準備需要兩名助手，但在疏散椅子的過程中只需要一名助手。為了表示一名助手正忙著準備病人，疏散椅的模擬假設(shè)只有六名助手參與了疏散運動。對于夜班，只有四名助手，在疏散期間，每個擔架需要四名助手。

接下來，您可以在FEMTC 2016年演講中看到從時間15:57開始的擔架撤離的相應實驗視頻用奧菲·亨特模擬醫(yī)院疏散。

圖8總結(jié)結(jié)果

Pathfnder是在轉(zhuǎn)向模式下運行的，在這種模式下，乘客使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來移動和與他人互動。這種模式試圖盡可能地模仿人類的行為和運動。在圖8出埃及記的結(jié)果來自(亨特、蓋拉和勞倫斯2013)，手的計算使用中給出的移動速度圖7。

圖8.模擬結(jié)果摘要

不出所料，Pathfnder的疏散時間比人工計算的要長，因為人工計算不包括由于通過門或在樓梯上轉(zhuǎn)彎而導致的任何減速。對于疏散椅的情況，Pathfnder的結(jié)果比建筑物疏散計算短12%。這可能是因為Pathfnder不包括延遲，例如開門的時間，這些都包括在建筑物出埃及記的計算中。對于拉伸器的情況，Pathfnder的結(jié)果比建筑物出埃及計算慢10%。這可能是由于在著陸時擔架被打開時，Pathfnder中的運動模式顯著降低了速度。考慮到在Pathfnder和建筑物疏散中運動建模的基本差異，計算的疏散時間可以認為是相同的。

4.文獻學

亨特、奧菲、埃德溫·加利亞和彼得·勞倫斯。2013.“訓練有素的醫(yī)院工作人員使用移動輔助設(shè)備疏散行動不便人員的性能分析和數(shù)值模擬。”火災和材料39(4):407–29。https://doi.org/10.1002/fam.2215。