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眼下，在模擬技術的幫助下，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料險情，并計劃預防措施。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，也能萬無一失地疏散人員。

災難來臨，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，比如機場、夜店或酒店失火。本著探索人群動力學的目的，研究人員正在研究人們對事故的反應是否具有某種特定模式，險情是否可以預料，從而得以規(guī)避。慕尼黑西門子研究院的數(shù)學家Wolfram Klein博士就在開展此類研究。Klein和他的團隊開發(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測可能會發(fā)生危急情況的地點和時間。

Klein的模型可以模擬規(guī)模達數(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)學公式計算出預測結果。”Klein說。

有了這種軟件，建筑師將可以設計出更安全的建筑物，比如體育館、機場或交易會展廳，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。

為了更切合實際地闡釋人類行為模式，Klein的團隊對其模擬模型進行了持續(xù)改進。比如，它的軟件目前不僅利用統(tǒng)計學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，而小學生則被囑咐要結對而行。”同時，慕尼黑的研究人員對他們的數(shù)學計算做出了極大改進。據(jù)Klein介紹，他們的系統(tǒng)現(xiàn)在速度已經(jīng)達到可以利用人群模擬進行短期預測的程度。“我們較快可以提前五分鐘做出預測，分析如果沒有人為干預將會發(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)出準確的警告，從而干預事故進程，避免災難發(fā)生。”

上述人群控制方法已經(jīng)在多個研究項目中接受測試，法蘭克福中央火車站的相關測試便是其中一例。根據(jù)監(jiān)控錄像資料，相應軟件能夠提前若干分鐘準確預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)外也得到了成功應用。Kaiserslautern市足球體育館的人員疏散工作對于警方和消防隊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）項目中，Klein的團隊對其模擬模型進行了調(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的同仁所用。本著這一目標，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，也就是智能應急系統(tǒng)。研發(fā)團隊的創(chuàng)新負責人Christian Frey介紹說：“這些都是高度專業(yè)化的系統(tǒng)，當發(fā)生險情或事故時，它們能*時間做出有效的響應。”

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?shù)捻憫?。他們往往會認為這是防火演習或者誤報警，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測到具體某條逃生路線是否有擁堵風險。然后系統(tǒng)會予以響應，指導人們前往其他較快、好的路線，以引導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。”智能響應系統(tǒng)業(yè)務運營主管Markus Niederberger表示。

消防應用軟件。除上述優(yōu)勢外，此類系統(tǒng)還能改進樓宇管理，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，指導人們前往逃生路線。” Frey介紹該軟件設計背后的理念時說。他還表示，未來當火災發(fā)生后，樓宇管理系統(tǒng)將立即連線到消防局的計算機系統(tǒng)。然后營救隊和消防人員將通過智能手機收到樓宇的布局圖。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構聯(lián)手研發(fā)上述技術，它們是EU DESSiRE（安全、可靠、自愈的大型綜合性建筑設計）項目的組成部分。慕尼黑的西門子專家們還承擔起了另一種角色。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，從中研究火勢對不同建筑物的影響。”研究人員可以設定不同的周邊環(huán)境和內(nèi)部裝潢來模擬火災，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，管理方就能更準確地預測火災的蔓延形勢，從而根據(jù)具體情況迅速有效地采取相應措施。

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