嘉宾作者: Fábio Frare
借助 PTV Viswalk 智能行人仿真工具开展主体行为建模，在一楼新增两处疏散出口后，人群流动路线重新分配，建筑整体疏散时间最高缩减 50%。
目录
• 项目背景
• 所用方法 & 工具
• 建筑疏散模拟 —— 调整内容及原因
• 原有方案问题排查
• 优化改造措施
• 改造效果
• 优化见效的原理
• 经验总结 & 心得
• 优先落地的举措 (及原因):
• 研究存在的局限
• 后续规划
我最初查看这栋教学楼的疏散方案时就在想：只做一些贴合实际的小改动，能不能让人员疏散变得更快、更安全？本文会详细讲解我用 PTV Viswalk 软件完成的建筑疏散模拟项目，展示模拟得出的各项数据，也分享这套方法如何应用到其他同类项目中。
你将从中了解到:
• 如何搭建贴合实际的人员行为模拟场景 (结合在场人数 x 行走速度 x 建筑布局三大维度)。
• 结合通道通行能力和各房间疏散数据，区分表面拥堵点和真正拥堵点。
• 用清晰的数据指标和可视化图表展示模拟结果，辅助决策。
本文虽以一栋真实建筑为例，但文中的方法和经验适用于全球各类建筑。
01
项目背景
本次研究对象是巴西南部伊比拉马市，圣卡塔琳娜州立大学 (UDESC) 的一栋三层教学楼。楼内分布着教室、实验室和办公室。建筑日常在岗人数约 508 人，按教学使用标准，最大容纳人数可达 1635 人。考虑到人群流动的复杂性，本次采用 PTV Viswalk (PTV Vissim配套的模块) 工具开展人员主体行为模拟，最大程度还原人与人之间的互动状态，同时模拟人数增多后的疏散情况。
图：校园内的伊姆布亚教学楼 —— 本次模拟研究的实地建筑。
02
所用方法 & 工具
本次依托 PTV Vissim 中的 PTV Viswalk 软件，搭建了高精度 3D 数字建筑模型，模拟真实场景下的行人流动与人员互动， 支持多场景测试、数据指标导出以及动态演示视频生成。
我在这84个场景中，分别调整了人员密度（304 人 —— 1635 人）、行走速度（正常：1.20米/秒；快速：1.53米/秒；恐慌：3.33米/秒）以及建筑布局（基准布局与一楼增设两处出口的新布局）。
结合现场观察到的通行习惯，人员上下楼梯时，行进速度会降低 50%。测算通道通行能力时，没有采用门框标称宽度，而是按照门扇实际可用宽度计算 ，门框、五金配件都会挤占通行空间，高峰时段影响尤为明显。
模拟人群参照该建筑晚间正常使用的人员构成，出入口、通行路线、人员活动区域均按照建筑实际使用情况校准。
本次产出成果包括高精度 3D 建筑模型、人群密度分布图、时长变化数据表、各出口人流占比、84 组场景下每个房间的疏散耗时，以及可对外展示的动态演示视频。
图：PTV Viswalk 搭建的建筑平面模型，图中数字为房间编号。
03
建筑疏散模拟 —— 调整内容及原因
原有方案问题排查
整栋楼仅有两处楼梯连接一楼和地下夹层，绝大多数人员都要先汇集到这两段楼梯处，才能前往室外。问题根源并非疏散门，而是楼梯。
实测通行效率:
楼梯: 正常步行每分钟可通行约 49 人；快速步行每分钟可通行约 80 人。
疏散门:无论人员行走速度快慢，疏散门每分钟通行人数都稳定在 100 人以上，通行能力十分充足。
这也证实：单纯加宽房门无法改善疏散问题，拥堵全都出现在楼梯位置。
508 人在场的疏散时长: 6:38 (正常步行) 以及 4:38 (快速步行)。
各房间疏散差异:三楼部分房间 —— 如 310、314、315 室 —— 的平均疏散耗时，明显高于同楼层其他房间。原因是这些房间的人员，全都汇入了人流量最大的两段楼梯。整套方案从整体数据看勉强达标，但局部区域会出现严重疏散延误。
图: 原有布局下，一楼楼梯区域人群高度密集
图：拥堵核心是楼梯，而非房门。
原有布局、508 人、步行速度1.53 m/s场景下: 楼梯拥堵是影响疏散的最大问题。
优化改造措施
本次只做一处针对性建筑改动: 在一楼 新增两处直通室外的疏散出口。一楼和楼上的人员，都可以选择新路线绕行，避开拥挤的楼梯区域，分散原有楼梯的人流压力。
为保证对比结果客观，人员数量、行走速度、人员行为习惯等所有条件均保持不变。
图：一楼新增两处疏散出口，避开原有楼梯拥堵段。
改造效果
• 日常人数 508 人, 整体疏散时长缩短约27%。
• 最大容纳人数 1635 人, 整体疏散时长缩短约 51.9%。
• 超负荷压力测试: 人数增至 2640 人，无论人员行走速度快慢，疏散时长仍能减少47–50% ，即便在极端人流下，优化效果依旧显著。
从可视化图表能直观看到变化: 人群密度热力图里，原本集中在楼梯区域的红色高密度区域彻底消失，人流均匀分散到 4 个出口。走廊排队人群明显减少；人流负荷实现重新平衡(大量原本挤在老旧出口的人员，分流到了两处新建出口)。
图：增加出口将总疏散时间减少了最多约50%。
图：人流从原 1/4出口分流至新增6/7出口。
原有布局, 1635 人在场: 楼梯处严重排队(10:23)。
改造后布局, 1635 人在场: 新增出口发挥作用，总疏散时长缩短至5:07。
04
优化见效的原理
建筑疏散本质是结合人员行为的人流疏导问题。在多层建筑中，楼梯这类竖向通行通道，往往是多数人疏散的必经之路，直接决定整栋楼的疏散效率。
在合适位置增设一楼出口，能实现三大作用: 不少人员无需再上下楼梯，省去多余竖向移动, 整体疏散路线变短，减少人员交汇冲突的区域。同时，楼梯口的长队被打散，建筑原本的通行潜力被充分释放。
由于原有房门的通行能力本就富余，只需把人流从拥堵的楼梯处分流开，就能大幅提升疏散效率。这也印证了一点：借助疏散模拟，才能发现那些被整体平均数据掩盖的竖向通道拥堵隐患。
05
经验总结 & 心得
重点: 本次 84 组模拟场景得出一个共性结论: 多层建筑里，楼梯、坡道这类竖向通道，才是决定疏散快慢的关键，而房门大多还有富余通行能力。以下经验适用于各类建筑，不受当地消防规范限制。
通用实操流程 (适配各地规范): 精准还原建筑结构，按门扇实际可用宽度测算通道；设定贴合现实的人员行走速度，计入楼梯减速的影响；分场景测试 (日常人流、未来增容、超负荷极端场景), 并统计整栋建筑以及单个房间两类疏散数据。落地时只需结合当地消防安全标准 (比如人员荷载、通道人均通行量、疏散距离要求)。调整数值即可，核心流程通用。
06
优先落地的举措 (及原因)
优先解决竖向通道拥堵。如果多层人员都集中依靠少数几段楼梯疏散，就算加宽房门也无济于事。增设直通室外的出口，能减少人员上下楼梯，打散楼梯口排队人群，是最高效的解法。
按实际可用尺寸测算通道能力。 计算时采用门扇真实通行宽度，同时考虑楼梯减速因素，避免高估通道承载能力。
别只看整体平均数据。 统计单个房间的疏散耗时，能精准找到疏散滞后的区域，解决整体数据掩盖的局部问题。
提前预判人流增长。 500 人左右时，疏散时长看似合理；但人数突破 1000 人后，风险会急剧上升。规划阶段就要做多个人流场景测试。
用可视化方式沟通方案。人群密度图、出口人流统计表、动态演示视频，能让非专业人员快速看懂方案优劣，加快决策进度。
07
研究存在的局限
本次模拟的房间人数，是按照建筑晚间日常使用规律、人员熟悉度估算得出，并未开展正式实地人数普查。不过这一偏差，并没有改变 “楼梯是核心拥堵点、新增出口能有效优化疏散” 的结论。后续研究可以结合实地人数统计、智能传感计数等方式，进一步提升模拟精准度。
08
后续规划
目前我正沿用这套方法 —— 继续使用 PTV Vissim 搭配 PTV Viswalk工具 —— 针对建筑大门、门前广场、停车场开展模拟测试，验证早晚人流高峰时段的承载能力。
借助建筑疏散模拟，所有问题和效果都能做到有据可查。往往只需要小幅改造，就能打造出安全性更高的建筑设计。
END
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