大型公共建筑火灾疏散风险评估与仿真优化研究——以中小学学生食堂为例

为解决大型公共建筑火灾疏散中的动态安全问题，研究人员结合Pythagorean模糊集(PFS)和模糊综合评价(FCE)构建风险评估框架，并集成BIM、Pyrosim和Pathfinder仿真技术，以中小学食堂为案例开展研究。结果表明该食堂疏散风险等级为"中高风险"，能见度是影响安全疏散时间(ASET)的最关键因素，验证了评估结果的可靠性，为同类场所提供了科学的疏散优化策略。

　　

随着城市化进程加速，大型公共建筑火灾频发造成重大伤亡，其中人员密集的中小学食堂因未成年群体应急能力弱、建筑结构复杂等特点，成为疏散安全研究的重点难点。传统风险评估方法难以动态模拟火灾发展过程，而现有仿真研究又存在Pyrosim与Pathfinder软件协同不足等问题，导致疏散方案与实际场景存在偏差。

江西财经大学信息管理学院的研究团队在《Progress in Disaster Science》发表创新性研究，通过构建"评估-仿真"双驱动模型，首次将Pythagorean模糊集(PFS)与模糊综合评价(FCE)结合，并改进多软件协同仿真方法，为中小学食堂这类特殊公共场所提供精准的疏散安全解决方案。

研究采用四步技术路线：首先通过德尔菲法筛选出18项关键指标构建评估体系；其次运用PFS确定指标权重，结合FCE完成风险等级量化；进而基于BIM建模导入Pyrosim进行火灾动力学模拟，监测温度、能见度等参数；最后通过Pathfinder实现动态疏散仿真，其中创新性地将Pyrosim输出的ASET数据实时反馈至疏散路径规划。

研究结果揭示：1）风险评估显示食堂综合风险值为0.4027，属"中高风险"等级，其中设备风险（权重0.255）和管理风险（权重0.246）是主要贡献因素；2）火灾仿真发现能见度下降是限制ASET的首要因素，首层出口5（347秒）和出口6（307秒）最早达到危险阈值；3）疏散模拟表明约5.3%人员（154人）未能及时撤离，拥堵主要发生在二层至T2楼梯的通道区域，这与人员盲目选择最近出口的行为特征密切相关。

该研究的突破性在于：理论层面创建了PFS-FCE融合评估框架，解决了传统方法难以量化模糊信息的缺陷；技术层面实现Pyrosim与Pathfinder的深度耦合，首次将环境参数衰减实时映射到疏散决策中；实践层面提出的"教育-设备-监控"四维优化策略，已在学校应急演练中验证可提升17%的疏散效率。这些成果为修订《建筑设计防火规范》GB50016提供了数据支撑，尤其为未成年人聚集场所的防火设计树立了新标准。未来研究可结合物联网技术开发智能疏散引导系统，进一步缩短预动作时间(t_pre)，并将该方法拓展至医院、地铁站等其他公共建筑类型。