【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于火灾情景处理领域，涉及人群疏散仿真技术，具体涉及一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法。
技术介绍
1、当建筑空间发生火灾时，室内空气随可燃物的不完全燃烧迅速恶化，紧接着疏散空间内密布烟气，烟气温度、一氧化碳(co)浓度、能见度等导致受灾人员在此情景下产生无助感、恐惧感，造成心理焦虑、心理恐慌、心理冲动，在此情况下，个人感知环境和做出决策的能力大大降低，进而导致个体在行为上对安全疏散产生阻碍。当火灾发生时，部分人员会迅速陷入恐慌，并在疏散过程中将恐慌情绪传递给周围人群导致群体恐慌，人群的恐慌会造成人流的局部紊乱和不稳定，严重阻碍疏散进程。
2、目前，大多数研究考虑恐慌情绪时仅将其作为疏散模型中一个修正因素，以此来探究恐慌情绪对火灾情景下人员疏散的影响，缺乏对人群恐慌情绪传播过程中情绪蔓延的量化分析。而且当发生火灾时，人群中恐慌情绪的传播势必会受到火灾产物的影响，现有研究还没有考虑到这点，这就导致仿真模拟忽视了火灾产物对疏散的不利作用，因此不能充分模拟人群疏散的真实情况。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，该方法可以展示在火灾事故中，火灾产物影响下的恐慌情绪在人群中的传播情况，从而实现对火灾疏散过程人群心理情绪变化的动态模拟，基于此可进一步模拟更加贴近实际的火灾疏散。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌
3、s1：运用火灾模拟软件对发生火灾的情景进行三维建模；
4、s2：对建立的火灾模型进行仿真模拟，模拟得出火灾产物浓度随时间的变化情况；
5、s3：建立基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播模型；
6、s4：量化火灾产物浓度变化对恐慌情绪传播模型的影响，对恐慌情绪传播模型进行参数修正；
7、s5：建立考虑火灾产物影响的恐慌情绪传播系统动力学模型，分析人群情绪状态的动态转变过程；
8、s6：建立人员疏散仿真模型，进行人员疏散模拟，得到所需安全疏散时间。
9、进一步地，所述步骤s1中三维建模包括场景建模、火源设置、仿真网格划分、监测参数及监测点共四个部分，其中，场景建模包括该封闭环境的内部结构和门窗位置分布；火源设置包括火源位置、最大热释放速率、火源大小的设定；仿真网格划分由火源特征直径决定；火灾监测参数和监测面的设置应符合实际情况，可以充分监测到人员活动范围内具有代表性空间点位的火灾产物数值。
10、进一步地，所述三维建模中仿真网格划分由公式(1)确定，设置网格尺寸大小为d*/16至d*/4之间；
11、
12、式中：d*为火源特征直径(m)；q为火源热释放速率(kw)；ρ∞为空气密度；cp为空气比热容；t∞为着火时室内温度；g为重力加速度。
13、进一步地，所述步骤s2中火灾产物浓度包括烟气温度、一氧化碳浓度、能见度，将这些作为火灾监测参数，记录各楼层火灾监测参数随时间的变化情况。
14、进一步地，所述步骤s3中基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播模型按照人员情绪状态划分三人群，分别为易感状态人群、恐慌状态人群、冷静状态人群，总人数为n；
15、人群最初处于易感染状态，容易受到周围恐慌行人的影响进而以λ的感染率转变成恐慌状态，恐慌人群在自我调节下以μ的免疫率转变为冷静状态，冷静状态的人群随着情绪发展再次以α的概率转变回易感状态。
16、进一步地，所述步骤s4具体包括：引入火灾产物干预因子ω，修正人群中恐慌传播过程的传染率λ、免疫率μ和免疫失去率α，计算公式如下：
17、
18、其中，δi为火灾产物的权重值，ci(t)为t时刻火灾产物的模拟数值，ci为人体所能承受的火灾产物的临界值。
19、进一步地，所述步骤s5中考虑火灾产物影响的恐慌情绪传播系统动力学模型为修正传染率λ和免疫率μ后的恐慌情绪传播模型，表达式如下：
20、
21、式中，s为易感人群；i为恐慌人群；β为接触人数；r为冷静人群；λ为恐慌传染率；μ为免疫率；α为免疫失去率；λ、μ、α取值范围均为[0,1]。
22、进一步地，所述步骤s5中分析人群情绪状态的动态转变过程包括：通过构建的基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播模型，模拟三类人群的数量变化，确定各类人群的占比以及随时间的变化曲线。
23、进一步地，所述步骤s6中人员疏散仿真模型包括设置疏散环境、人员参数、人群行为等，人员参数包括行人的肩宽、速度等基本信息；在仿真过程中，用三维化展示人群疏散过程。
24、基于上述内容，本专利技术方法可总结为包括以下步骤：利用火灾模拟软件对某一发生火灾事故的场所进行三维建模和仿真；通过仿真模拟火灾过程中的火灾产物的发展情况，与人体承受能力进行对比，引入火灾产物干预因子以修正恐慌情绪传播模型参数；基于sirs传染模型建立考虑火灾产物影响的恐慌传播动力学模型，分析火灾产物干预因子作用下人群恐慌状态和冷静状态的转变过程。然后，进行人员疏散仿真，进一步探究恐慌情绪的传播对疏散时间的影响。
25、有益效果：本专利技术与现有技术相比，该方法可以展示在火灾事故中，火灾产物影响下的恐慌情绪在人群中的传播情况，从而实现对火灾疏散过程人群心理情绪变化的动态模拟，基于此可进一步模拟更加贴近实际的火灾疏散。
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1.一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中三维建模包括场景建模、火源设置、仿真网格划分、监测参数及监测点共四个部分，其中，场景建模包括该封闭环境的内部结构和门窗位置分布；火源设置包括火源位置、最大热释放速率、火源大小的设定；仿真网格划分由火源特征直径决定。
3.根据权利要求2所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述三维建模中仿真网格划分由公式(1)确定，设置网格尺寸大小为D*/16至D*/4之间；
4.根据权利要求1所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中火灾产物浓度包括烟气温度、一氧化碳浓度、能见度，将这些作为火灾监测参数，记录各楼层火灾监测参数随时间的变化情况。
5.根据权利要求1所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S3中基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传
6.根据权利要求5所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：引入火灾产物干预因子ω，修正人群中恐慌传播过程的传染率λ、免疫率μ和免疫失去率α，计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S5中考虑火灾产物影响的恐慌情绪传播系统动力学模型为修正传染率λ和免疫率μ后的恐慌情绪传播模型，表达式如下：
8.根据权利要求1所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S5中分析人群情绪状态的动态转变过程包括：通过构建的基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播模型，模拟三类人群的数量变化，确定各类人群的占比以及随时间的变化曲线。
9.根据权利要求1所述的一种基于SIRS模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤S6中人员疏散仿真模型包括设置疏散环境、人员参数、人群行为，人员参数包括行人的肩宽、速度；在仿真过程中，用三维化展示人群疏散过程。
...【技术特征摘要】
1.一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤s1中三维建模包括场景建模、火源设置、仿真网格划分、监测参数及监测点共四个部分，其中，场景建模包括该封闭环境的内部结构和门窗位置分布；火源设置包括火源位置、最大热释放速率、火源大小的设定；仿真网格划分由火源特征直径决定。
3.根据权利要求2所述的一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述三维建模中仿真网格划分由公式(1)确定，设置网格尺寸大小为d*/16至d*/4之间；
4.根据权利要求1所述的一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤s2中火灾产物浓度包括烟气温度、一氧化碳浓度、能见度，将这些作为火灾监测参数，记录各楼层火灾监测参数随时间的变化情况。
5.根据权利要求1所述的一种基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播仿真方法，其特征在于，所述步骤s3中基于sirs模型的火灾情景下恐慌情绪传播模型按照人员情绪状态划分三人...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，张友志，苟雅丽，王亮洒，高德解，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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