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开封西门子总代理商
产品时间:2021-04-21
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眼下,在模拟技术的帮助下,安保人员已经可以做到未雨绸缪,在举办大型活动之前事先预料险情,并计划预防措施。西门子研究人员期望能让建筑物的疏散工作更安全,即便是发生火灾,也能万无一失地疏散人员。

灾难来临,引起大范围恐慌,这一幕屡见不鲜,比如体育赛事期间烟花钻入人群,比如机场、夜店或酒店失火。本着探索人群动力学的目的,研究人员正在研究人们对事故的反应是否具有某种特定模式,险情是否可以预料,从而得以规避。慕尼黑西门子研究院的数学家Wolfram Klein博士就在开展此类研究。Klein和他的团队开发出一个可以模拟人群行为的模型,研究人员利用该模型能够预测可能会发生危急情况的地点和时间。

Klein的模型可以模拟规模达数十万人的人群的行为方式。有趣的是,Klein发现“人群的行为特征与液体或气体极为相似。”如同分子一样,人们或者相互吸引,或者相互排斥。比如,家庭成员之间总是相亲相爱,而人们与陌生人则会自动保持一定的距离。

此外,当人们在建筑物中行动时,他们需要绕过墙壁及其他障碍物;同时,无疑狭小、逼仄的空间可能会导致拥堵。“根据相互吸引和相互排斥力量的原理,我们可以绘制出人类行为的图表,然后用数学公式计算出预测结果。”Klein说。

有了这种软件,建筑师将可以设计出更安全的建筑物,比如体育馆、机场或交易会展厅,皆因它可以分析出哪些位置可能会引发险情。Klein确信,只需要相对简单的程序和规划措施,便能防患于未然。“即便只是设置一些所谓的拦截台,也就是人工障碍物,就足以及早使人群分流。”他介绍道。

为了更切合实际地阐释人类行为模式,Klein的团队对其模拟模型进行了持续改进。比如,它的软件目前不仅利用统计学方法分析人类年龄和健康状况对行走行为的影响,还会考虑群体相互作用的因素。

Klein说:“老年人行动较为缓慢,而小学生则被嘱咐要结对而行。”同时,慕尼黑的研究人员对他们的数学计算做出了极大改进。据Klein介绍,他们的系统现在速度已经达到可以利用人群模拟进行短期预测的程度。“我们较快可以提前五分钟做出预测,分析如果没有人为干预将会发生什么情况。这样,场所的管理方就可以迅速采取措施,比如打开备用门,或者发出准确的警告,从而干预事故进程,避免灾难发生。”

上述人群控制方法已经在多个研究项目中接受测试,法兰克福中央火车站的相关测试便是其中一例。根据监控录像资料,相应软件能够提前若干分钟准确预测出火车站的人流量和拥堵情况。此程序在Kaiserslautern的足球体育场内外也得到了成功应用。Kaiserslautern市足球体育馆的人员疏散工作对于警方和消防队而言都是极大的挑战。尽管该体育馆的满座容量最多不超过4万人,但是馆内只有寥寥几个紧急出口。使疏散工作难上加难的是,这些出口无一例外地都通向周边的居民区。在德国教育与研究部拨款资助的REPKA(区域性疏散、规划、控制与调整)项目中,Klein的团队对其模拟模型进行了调整,现在这些模型已经可以用来制定大规模疏散计划。

为研究人们在诸如足球赛等大型公共活动中人员疏散期间的行为,西门子研究人员正在开发具有突破意义的模拟程序。红色区域表示可能会发生拥堵的部位。

安全、快速的疏散。研究人员还希望未来此类知识能为西门子楼宇科技集团的同仁所用。本着这一目标,瑞士楚格的专家们目前正在开发面向楼宇的动态消防解决方案,也就是智能应急系统。研发团队的创新负责人Christian Frey介绍说:“这些都是高度专业化的系统,当发生险情或事故时,它们能*时间做出有效的响应。”

Frey指出要想将人群安全而迅速地从失火建筑物中疏散出来,单凭走廊中普通的紧急出口绿色指示灯还不够。据他介绍,在医院和酒店等公共建筑中,人们大多并不熟悉周围环境。“在心理恐慌的情况下,往往没那么容易找到下一个紧急出口。”

相关研究发现很多人在听到传统警报信号(如警号或警笛)时并不能做出适当的响应。他们往往会认为这是防火演习或者误报警,又或者他们根本不知道该如何行动。这种情况下,信息技术便可派上用场。举例来说,办公大楼中的员工可以在个人电脑上收到自动警报和更新信息。与此同时,走廊中的大型电子显示屏和智能手机可以显示方向剪头,指示出逃生路线。另外,天花板和地板中的传感器还可以测量人流量。

智能楼宇软件系统通过人流量信息可以及早预测到具体某条逃生路线是否有拥堵风险。然后系统会予以响应,指导人们前往其他较快、好的路线,以引导他们逃往楼外的空旷地带。此外,语音警报和群发短信还可以为可视系统提供辅助。“清晰、准确的信息播报有助于迅速、有序地疏散人群,防止恐慌情绪大范围蔓延。”智能响应系统业务运营主管Markus Niederberger表示。

消防应用软件。除上述优势外,此类系统还能改进楼宇管理,协助营救人员的工作。“系统可以分析来自建筑物的数据,提出紧急避险措施,生成新的动态指示,协助营救人员组织疏散,指导人们前往逃生路线。” Frey介绍该软件设计背后的理念时说。他还表示,未来当火灾发生后,楼宇管理系统将立即连线到消防局的计算机系统。然后营救队和消防人员将通过智能手机收到楼宇的布局图。此类消防计划不仅会显示火源,还会监视火灾的蔓延形势。此外,智能行动传感器将显示建筑物内人员所在的位置。

西门子目前正在与其他公司和研究机构联手研发上述技术,它们是EU DESSiRE(安全、可靠、自愈的大型综合性建筑设计)项目的组成部分。慕尼黑的西门子专家们还承担起了另一种角色。具体而言,他们已经开发出一种方法,可以预测不同类型楼宇的火势蔓延情况。Klein介绍了这种方法:“我们可以虚拟一场火灾,从中研究火势对不同建筑物的影响。”研究人员可以设定不同的周边环境和内部装潢来模拟火灾,比如带或不带办公家具,采用易燃材料或防燃材料。通过尝试此类不同的场景模拟,管理方就能更准确地预测火灾的蔓延形势,从而根据具体情况迅速有效地采取相应措施。

不过,Klein也提醒说,将此类响应系统与智能楼宇控制系统结合在一起,尚需时日。“但是到那时,我们的模拟技术将可以改进营救人员的培训,使他们能更好地应对紧急情况,这样便有望抢救更多的生命。”他如是道。

 

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