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眼下，在模擬技術(shù)的幫助下，安保人員已經(jīng)可以做到未雨綢繆，在舉辦大型活動之前事先預(yù)料險情，并計劃預(yù)防措施。西門子研究人員期望能讓建筑物的疏散工作更安全，即便是發(fā)生火災(zāi)，也能萬無一失地疏散人員。

災(zāi)難來臨，引起大范圍恐慌，這一幕屢見不鮮，比如體育賽事期間*鉆入人群，比如機(jī)場、夜店或酒店失火。本著探索人群動力學(xué)的目的，研究人員正在研究人們對事故的反應(yīng)是否具有某種特定模式，險情是否可以預(yù)料，從而得以規(guī)避。慕尼黑西門子研究院的數(shù)學(xué)家Wolfram Klein博士就在開展此類研究。Klein和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一個可以模擬人群行為的模型，研究人員利用該模型能夠預(yù)測可能會發(fā)生危急情況的地點(diǎn)和時間。

Klein的模型可以模擬規(guī)模達(dá)數(shù)十萬人的人群的行為方式。有趣的是，Klein發(fā)現(xiàn)“人群的行為特征與液體或氣體極為相似。”如同分子一樣，人們或者相互吸引，或者相互排斥。比如，家庭成員之間總是相親相愛，而人們與陌生人則會自動保持一定的距離。

此外，當(dāng)人們在建筑物中行動時，他們需要繞過墻壁及其他障礙物；同時，無疑狹小、逼仄的空間可能會導(dǎo)致?lián)矶隆?ldquo;根據(jù)相互吸引和相互排斥力量的原理，我們可以繪制出人類行為的圖表，然后用數(shù)學(xué)公式計算出預(yù)測結(jié)果。”Klein說。

有了這種軟件，建筑師將可以設(shè)計出更安全的建筑物，比如體育館、機(jī)場或交易會展廳，皆因它可以分析出哪些位置可能會引發(fā)險情。Klein確信，只需要相對簡單的程序和規(guī)劃措施，便能防患于未然。“即便只是設(shè)置一些所謂的攔截臺，也就是人工障礙物，就足以及早使人群分流。”他介紹道。

為了更切合實(shí)際地闡釋人類行為模式，Klein的團(tuán)隊(duì)對其模擬模型進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)。比如，它的軟件目前不僅利用統(tǒng)計學(xué)方法分析人類年齡和健康狀況對行走行為的影響，還會考慮群體相互作用的因素。

Klein說：“老年人行動較為緩慢，而小學(xué)生則被囑咐要結(jié)對而行。”同時，慕尼黑的研究人員對他們的數(shù)學(xué)計算做出了極大改進(jìn)。據(jù)Klein介紹，他們的系統(tǒng)現(xiàn)在速度已經(jīng)達(dá)到可以利用人群模擬進(jìn)行短期預(yù)測的程度。“我們較快可以提前五分鐘做出預(yù)測，分析如果沒有人為干預(yù)將會發(fā)生什么情況。這樣，場所的管理方就可以迅速采取措施，比如打開備用門，或者發(fā)出準(zhǔn)確的警告，從而干預(yù)事故進(jìn)程，避免災(zāi)難發(fā)生。”

上述人群控制方法已經(jīng)在多個研究項(xiàng)目中接受測試，法蘭克福中央火車站的相關(guān)測試便是其中一例。根據(jù)監(jiān)控錄像資料，相應(yīng)軟件能夠提前若干分鐘準(zhǔn)確預(yù)測出火車站的人流量和擁堵情況。此程序在Kaiserslautern的足球體育場內(nèi)外也得到了成功應(yīng)用。Kaiserslautern市足球體育館的人員疏散工作對于警方和消防隊(duì)而言都是極大的挑戰(zhàn)。盡管該體育館的滿座容量最多不超過4萬人，但是館內(nèi)只有寥寥幾個緊急出口。使疏散工作難上加難的是，這些出口無一例外地都通向周邊的居民區(qū)。在德國教育與研究部撥款資助的REPKA（區(qū)域性疏散、規(guī)劃、控制與調(diào)整）項(xiàng)目中，Klein的團(tuán)隊(duì)對其模擬模型進(jìn)行了調(diào)整，現(xiàn)在這些模型已經(jīng)可以用來制定大規(guī)模疏散計劃。

為研究人們在諸如足球賽等大型公共活動中人員疏散期間的行為，西門子研究人員正在開發(fā)具有突破意義的模擬程序。紅色區(qū)域表示可能會發(fā)生擁堵的部位。

安全、快速的疏散。研究人員還希望未來此類知識能為西門子樓宇科技集團(tuán)的同仁所用。本著這一目標(biāo)，瑞士楚格的專家們目前正在開發(fā)面向樓宇的動態(tài)消防解決方案，也就是智能應(yīng)急系統(tǒng)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新負(fù)責(zé)人Christian Frey介紹說：“這些都是高度專業(yè)化的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生險情或事故時，它們能*時間做出有效的響應(yīng)。”

Frey指出要想將人群安全而迅速地從失火建筑物中疏散出來，單憑走廊中普通的緊急出口綠色指示燈還不夠。據(jù)他介紹，在醫(yī)院和酒店等公共建筑中，人們大多并不熟悉周圍環(huán)境。“在心理恐慌的情況下，往往沒那么容易找到下一個緊急出口。”

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)很多人在聽到傳統(tǒng)警報信號（如警號或警笛）時并不能做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。他們往往會認(rèn)為這是防火演習(xí)或者誤報警，又或者他們根本不知道該如何行動。這種情況下，信息技術(shù)便可派上用場。舉例來說，辦公大樓中的員工可以在個人電腦上收到自動警報和更新信息。與此同時，走廊中的大型電子顯示屏和智能手機(jī)可以顯示方向剪頭，指示出逃生路線。另外，天花板和地板中的傳感器還可以測量人流量。

智能樓宇軟件系統(tǒng)通過人流量信息可以及早預(yù)測到具體某條逃生路線是否有擁堵風(fēng)險。然后系統(tǒng)會予以響應(yīng)，指導(dǎo)人們前往其他較快、好的路線，以引導(dǎo)他們逃往樓外的空曠地帶。此外，語音警報和群發(fā)短信還可以為可視系統(tǒng)提供輔助。“清晰、準(zhǔn)確的信息播報有助于迅速、有序地疏散人群，防止恐慌情緒大范圍蔓延。”智能響應(yīng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)營主管Markus Niederberger表示。

消防應(yīng)用軟件。除上述優(yōu)勢外，此類系統(tǒng)還能改進(jìn)樓宇管理，協(xié)助營救人員的工作。“系統(tǒng)可以分析來自建筑物的數(shù)據(jù)，提出緊急避險措施，生成新的動態(tài)指示，協(xié)助營救人員組織疏散，指導(dǎo)人們前往逃生路線。” Frey介紹該軟件設(shè)計背后的理念時說。他還表示，未來當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，樓宇管理系統(tǒng)將立即連線到消防局的計算機(jī)系統(tǒng)。然后營救隊(duì)和消防人員將通過智能手機(jī)收到樓宇的布局圖。此類消防計劃不僅會顯示火源，還會監(jiān)視火災(zāi)的蔓延形勢。此外，智能行動傳感器將顯示建筑物內(nèi)人員所在的位置。

西門子目前正在與其他公司和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)手研發(fā)上述技術(shù)，它們是EU DESSiRE（安全、可靠、自愈的大型綜合性建筑設(shè)計）項(xiàng)目的組成部分。慕尼黑的西門子專家們還承擔(dān)起了另一種角色。具體而言，他們已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可以預(yù)測不同類型樓宇的火勢蔓延情況。Klein介紹了這種方法：“我們可以虛擬一場火災(zāi)，從中研究火勢對不同建筑物的影響。”研究人員可以設(shè)定不同的周邊環(huán)境和內(nèi)部裝潢來模擬火災(zāi)，比如帶或不帶辦公家具，采用易燃材料或防燃材料。通過嘗試此類不同的場景模擬，管理方就能更準(zhǔn)確地預(yù)測火災(zāi)的蔓延形勢，從而根據(jù)具體情況迅速有效地采取相應(yīng)措施。

不過，Klein也提醒說，將此類響應(yīng)系統(tǒng)與智能樓宇控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，尚需時日。“但是到那時，我們的模擬技術(shù)將可以改進(jìn)營救人員的培訓(xùn)，使他們能更好地應(yīng)對緊急情況，這樣便有望搶救更多的生命。”他如是道。