Monte_Carlo模拟在确定可用安全疏散时间中的应用.pdf

总第8期 风险管理 中国公共安全·学术版 3, 2007, No.01 Risk Management China Public Security . Academy Edition Monte－Carlo模拟 在确定可用安全疏散时间中的应用* 隋晓琳，李剑峰，刘茂，陈晨 （南开大学，天津 300071） 【摘 要】 可用安全疏散时间 （ASET）是衡量公共场所安全性能的重要指标，本文采用蒙特卡罗模拟技术对建筑 物可用安全疏散时间进行确定。研究采用在M语言编程，在Matlab平台上进行蒙特卡罗模拟。结果表明， 蒙特卡罗模拟技术是描述同时具有参数不确定性和模型不确定性的复杂问题的有力工具。 【关键词】蒙特卡罗模拟；人员可用安全疏散时间；余补累积分布函数；定量风险分析 【中图分类号】S9012 【文献标识码】A 【文章编号】1672-2396 [2007] 08-0041-04 随机抽样或统计试验方法是处理不确定性问题的一种 1.前言 有效手段。 建筑火灾发生后，应首先确保疏散者的生命安全。 2.蒙特卡罗方法的基本原理及分析步骤 因此，对被疏散者的风险进行评估是火灾安全设计的 基本任务之一。随着性能化火灾安全设计的发展，在 当所要求解的问题是某种事件出现的概率，或者 火灾安全设计中风险评估的方法已经被人们广泛接受。 是某个随机变量的期望值时，它们可以通过某种 “试 [1] Robert等人 在考虑某些不确定性的情况下，对高层建 验”的方法，得到这种事件出现的频率，或者这个随机 筑的性能化火灾安全分析和设计进行了研究。 变数的平均值，并用它们作为问题的解。蒙特卡罗方 [2] Kristiansson采用概率的方法对建筑物火灾中人的安全 法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征，利用数 [3] 进行了评估。Frantzich提出了定量风险评估方法 学方法来加以模拟，即进行一种数字模拟实验。它是 [4,5] （QRA）来分析占用者的风险。Yaping He在随机模 以一个概率模型为基础，按照这个模型所描绘的过程， 型的基础上提出了概率火灾安全评估方法。然而，火 通过模拟实验的结果，作为问题的近似解。可以把蒙 灾是一个复杂的过程，它具有两个主要特征：确定性 特卡罗解题归结为三个主要步骤：构造或描述概率过 和随机规则。此外，占用者疏散过程也是一个复杂的 程；实现从已知概率分布抽样；建立各种估计量。 过程。目前,衡量人群能否疏散至安全区域的依据是 （1）构造或描述概率过程：对于本身就具有随机 比较可用安全疏散时间(ASET)与所需安全疏散时间 性质的问题，如粒子输运问题，主要是正确描述和模 (RSET)的大小。如果RSET小于ASET，则认为人群 拟这个概率过程，对于本来不是随机性质的确定性问 能够疏散至安全区域，其关系如式(1)所示： 题，比如计算定积分，就必须事先构造一个人为的概 RSET ASET (1) 率过程，它的某些参量正好是所要求问题的解。即要 式中，ASET受多方面因素的影响，如火灾荷载、 将不具有随机性质的问题转化为随机性质的问题。 点火源、房间内衬材