关键词:
民用机库
应急疏散
BIM技术
虚拟现实技术
智能体
摘要:
随着我国航空业的不断发展,飞机数量也急剧增多,对机库的需求量也不断增大,由于机库建筑的特殊性,极易出现大型不受控火灾事故,一旦发生火灾将对人民的生命财产安全造成重大威胁,因此对机库进行火灾应急疏散研究具有重要意义。本文以大型民用机库为例,结合BIM(Building Information Model)技术,Pathfinder软件和VR(虚拟现实)技术开发机库虚拟现实应急疏散仿真系统,并进行应用分析,在科研领域和工程实际应用中具有重要价值。具体研究从以下3个方面进行:(1)基于BIM技术建模高效、语义信息丰富、兼容性强的特点,优选用Revit软件完成机库基础建模工作,得到机库三维建筑信息模型,分别导出IFC格式和FBX格式文件与Pathfinder和Unity3D进行数据交换,提高了建模效率。(2)基于BIM模型数据,在Pathfinder中快速建立疏散导航模型,设置疏散人员性别、身高、肩宽、疏散速度等基本属性,考虑恐慌心理因素对疏散速度的影响,计算心理压力状态下的疏散速度,进行疏散模拟,得出疏散时间结果。对结果进行分析发现原设计方案已满足设计规范要求,但部分疏散通道仍然存在消防疏散问题,对疏散通道进行拓宽和平面布置优化处理后,结果显示,整体疏散时间缩短,疏散效率得到提高,可为机库的消防设计和应急疏散预案的制定提供参考。(3)在Unity3D引擎中对导入的BIM模型进行模型优化、材质补充、光照渲染、添加物理属性等搭建机库虚拟环境。连接HTC VIVE硬件设备完成与物体的交互设计、UI设计、传送移动等功能。选用Agent(智能体)模型,对Agent模型进行身体属性设计、感知设计、动作设计、状态设计和决策设计。对Agent进行疏散决策设计时,提出了一种基于区间直觉模糊数多属性决策的应急疏散仿真模型,还原了真人疏散过程决策的模糊性和犹豫性,使VR中的疏散模拟接近实际疏散。最终集成机库虚拟现实应急疏散仿真系统,包含灭火器教学、单人疏散演练和群体疏散模拟三个功能模块。最后使用VR系统进行疏散模拟,模拟了8种不同起火位置的疏散情况,结果表明,疏散结果接近Pathfinder中的模拟结果,验证了VR系统疏散模拟的有效性。对VR系统进行了实际应用测试,邀请10位测试者进行为期5轮的虚拟疏散演练。结果显示,用户通过虚拟仿真系统进行2到3轮练习,应急疏散能力有所提升。