STEPS人流運動及疏散仿真

CFD仿真

2017年4月19日 16:54

STEPS人流運動及疏散仿真

概述

STEPS作為專業疏散軟件，具備模擬各種復雜疏散狀況的能力。STEPS擁有強大的人員特征庫和豐富常見建筑物特征元素，既可按照用戶設計依固定路線和設定速度行動，測算行動時間、距離和人員聚集程度等；也可設定事故場景，通過內部優化算法和規則，人員將按照緊急狀況下人員的行動規律，自行疏散，獲得所需疏散時間。STEPS能與ANSYS CFX連接，導入煙氣仿真數據，研究疏散模式下煙氣等有毒物質對行人疏散速度的影響。

機場人員疏散仿真

STEPS優勢：

采用基于實體的方法和元胞自動機模型，計算更精確。

考慮人員的性別、年齡、耐性、團體關聯性、步行速度等屬性。

基于美國防火協會NFPA的規范。

有豐富的各種常見建筑物的部件庫，包括障礙物、樓梯、出口、車輛、電梯等專有模型。

特色功能

專業化人員行動算法

作為專業疏散軟件，STEPS具備模擬各種復雜疏散狀況的能力。既可以按照用戶設計依固定路線和設定速度行動，從而測算行動時間、距離和人員聚集程度等；也可以設定事故場景，通過內部優化算法和規則，人員將按照緊急狀況下人員的行動規律，自行疏散，獲得所需疏散時間。

STEPS采用基于實體的方法和元胞自動機模型。每個運動實體被假定有如下基本屬性：自由步行速度、對環境的熟悉、耐性、類似家庭成員間的聯合、疏散情況下的預先運動時間等，人群(或個人)按照設定統計分布被賦予上述屬性。驅使人群運動的機制是每個個體以自由步行速度運動，花費最短時間，且不與其他行人和障礙物碰撞的條件下，到下一個目標的愿望。

按照NFPA法規推薦的方法，利用基于建筑法規標準的設計，計算出疏散和行走時間，并得出詳細的時間點的人員流動速度，出口的利用率等等。另外，高級可視化技術意味著用戶可以以一種非常直觀的方式獲得人員移動信息，以更加直接地優化設計。

運動場周邊人員行動

豐富多樣的模型

STEPS擁有強大的人員特征庫，既可通過不同的參數設置，也可以根據專業手冊的經驗數據來模擬人員特性：如年齡、性別比例、人的高度、寬度、耐性以及走路速度頻率等，使得模擬出來的人員具有很強的靈活性，并且把各種限制降低到最小的程度，每個人員都可以有自己的行動速度，也可以設置人員之間的關系。

擁有豐富的各種常見建筑物特征元素，包括障礙物、樓梯、出口、車輛及電梯等專有模型，可實現復雜特殊模型的快速設置

地鐵站內人員分布仿真中的車輛模型

與煙氣分析耦合實現真實火災場景

STEPS能與ANSYS CFX流體動力學分析軟件連接,導入煙氣仿真數據，研究疏散模式下煙氣等有毒物質對行人疏散速度的影響。煙氣對人員疏散模擬的模擬可通過兩種方式實現:

根據煙氣濃度對人員疏散速度的影響

顯示煙氣與疏散人員的相對位置

煙氣濃度與行人速度耦合求解與煙氣蔓延與人員分布耦合顯示

CAD接口快速導入主體模型

STEPS支持在AutoCAD(DXF格式)底圖的基礎上創建空間模型，還可導入3D StudioMax模型以增強效果。

外部導入的CAD幾何模型與導入的3D渲染模型

強大的輸出能力，可制作各種數據顯示

STEPS輸出的結果不但有數據，而且還有視頻更直觀的來檢測疏散過程的有效性，得出的視頻猶如我們火災演習的錄像視頻，可以清楚的看到人員移動的全部過程。

STEPS有三維交互視圖工具，允許用戶走或飛過模型，并跟隨人群移動或撤離。

在仿真時還可以生成圖像快照，并在程序里直接記錄動畫（圖像快照和動畫可直接在PowerPoint中使用）。

STEPS可以提供撤離時間的信息，通過特定出口或地點的流速，在特定區域人的格式和各種別的方面的人群活動信息。這些信息可以直接打印到屏幕上或者為后續處理寫入輸出文件。如果需要，輸出文件可以直接被輸入Excel。STEPS提供CSV格式的輸出數據文件,包含人流量、人群密度、所使用的出口、空間利用率等。其交互式二維可視化圖形輸出使用帶顏色的等值線圖來描述面和面的局部信息,評價指標包括人群密度、Fruin服務水平和利用水平。還可輸出JPG、TIFF、PNG、BMP等格式的圖片。