建筑工程施工现场疏散路径优化模型

建筑工程施工现场疏散路径优化模型

杨莉

37293019921018122X

摘要：在建筑工程施工现场，紧急情况下的高效疏散是保障人员生命安全的关键。然而，复杂多变的现场环境给疏散路径的规划带来了巨大挑战。通过构建一种创新的疏散路径优化模型，结合地理信息系统（GIS）、网络分析技术及智能算法，为施工现场提供科学、高效的疏散方案。该模型将有效解决传统疏散方法中存在的信息滞后、路径单一、难以适应动态变化等问题，确保在紧急情况下能够迅速、有序地疏散人员，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

关键词：建筑工程；施工现场；疏散路径

建筑工程施工现场安全管理中，疏散路径优化至关重要。它不仅仅是路径选择的问题，更是对施工现场复杂环境精准把握与应急响应能力的体现。聚焦疏散路径优化，通过 GIS 建模、网络分析及智能算法，实现路径的动态规划与优化。这一研究不仅深化了疏散路径优化的内涵理解，也为提升施工现场安全管理水平提供了新思路与技术支持。

一、建筑工程施工现场优化疏散路径的必要性

（一）增强施工现场安全管理水平

在建筑工程施工过程中，安全始终是首要任务。优化疏散路径作为安全管理的重要环节，其重要性不言而喻。通过科学合理的路径规划，可以显著提升施工现场的安全管理水平[1]。一方面，优化的疏散路径能够缩短紧急情况下的人员疏散时间，减少因混乱和延误导致的安全风险；另一方面，它还能促进日常安全管理中的应急演练和培训，提高施工人员的安全意识和自救互救能力。因此，优化疏散路径是提升施工现场整体安全管理水平的关键措施之一。

（二）适应复杂多变的现场环境

建筑工程施工现场环境复杂多变，包括地形地貌、建筑物布局、道路网络、临时设施等多个方面。这些因素不仅增加了施工难度，也给疏散路径的规划带来了巨大挑战。传统的疏散路径规划方法往往难以适应这种复杂多变的环境，导致在紧急情况下无法迅速找到有效的逃生路线。而优化疏散路径则能够充分考虑现场环境的各种因素，通过 GIS 建模、网络分析等手段，实现疏散路径的动态规划和调整。这样不仅能够确保疏散路径的准确性和有效性，还能提高施工现场对突发事件的应对能力。

二、建筑工程施工现场优化疏散路径的模型

（一）基于 GIS 的施工现场环境建模

在优化疏散路径的过程中，准确掌握施工现场环境信息是首要任务。地理信息系统（GIS）以其强大的空间数据处理能力，为施工现场环境建模提供了有力支持。通过 GIS，可以将施工现场的地形、地貌、建筑物、道路、障碍物等空间要素进行数字化，构建出三维可视化的施工现场环境模型。这一模型不仅直观展示了施工现场的全貌，还便于进行空间查询、分析和模拟，为后续疏散路径的优化提供了坚实的数据基础。基于GIS 的施工现场环境建模，使得疏散路径的规划更加精准、高效。例如，在渝赤叙高速公路工程中，基于 GIS 的施工现场环境建模得到了成功应用。该工程路线全长约 65 公里，施工环境复杂多变，涉及多个区域和地形。为了精准掌握施工现场环境，项目团队采用无人机搭载专业倾斜摄影模块进行航拍，获取了高分辨率的影像数据。随后，利用GIS 软件对这些数据进行处理，构建了三维可视化的施工现场环境模型。该模型不仅详细展示了地形地貌、道路网络、建筑物布局等静态信息，还通过集成实时监控系统，实现了对施工现场动态变化的实时监控。这一建模过程为后续的疏散路径规划、施工进度管理等工作提供了坚实的基础。

（二）网络分析技术确定最短疏散路径

在构建好施工现场环境模型后，需要利用网络分析技术来确定最短疏散路径。网络分析是 GIS 中的一项重要功能，它能够将施工现场的道路网络、紧急出口、安全区域等要素抽象为网络图中的节点和边，形成疏散网络图。随后，通过应用 Dijkstra 算法、A*算法等路径搜索算法，在网络图中搜索从任意位置到最近安全出口的最短路径。这种方法不仅计算准确，而且能够迅速给出详细的路径描述，包括经过的节点、转向指示等，为施工人员在紧急情况下的快速疏散提供了有力支持。例如，在网络分析技术应用于地铁施工现场的案例中，项目团队通过 GIS 平台构建疏散网络图，利用 Dijkstra 或 A*算法等技术，精确计算从施工区至安全出口的最短路径。此过程不仅考虑了地形、障碍等静态因素，还模拟了人流动态，评估了路径的拥堵风险。该案例展示了网络分析技术如何助力施工现场快速制定高效、科学的疏散预案，有效提升了紧急情况下的安全管理水平。

（三）智能算法优化疏散路径

虽然网络分析技术能够确定最短疏散路径，但在实际应用中还需考虑更多复杂因素，疏散人群的动态变化、不同路径的拥堵情况、特殊人群的疏散需求等。因此，引入智能算法对疏散路径进行进一步优化显得尤为重要。智能算法如遗传算法、粒子群算法等，能够通过模拟自然进化或群体行为的过程，在全局范围内搜索最优解或满意解集。在疏散路径优化中，这些算法能够综合考虑多种因素，自动调整参数，平衡不同目标之间的冲突，从而得到更加符合实际情况的疏散路径。通过智能算法的优化，可以进一步提升疏散路径的实用性和有效性。

例如，大型购物中心为了提升应急响应效率，引入了智能算法来优化疏散路径。在紧急情况下，系统首先通过 GIS 和传感器等技术手段收集现场信息，包括人员分布、出口位置、障碍物分布等。随后，利用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法，综合考虑路径长度、拥堵程度、安全性等多个因素，对初始疏散路径进行迭代优化。最终，系统生成最优疏散路径，并通过指示标志、广播系统等方式引导人员快速、有序地撤离。这一案例充分展示了智能算法在提升疏散效率、保障人员安全方面的巨大潜力。

结论：

综上所述，建筑工程施工现场疏散路径的优化是提升安全管理水平、保障人员生命安全的关键举措。通过构建基于 GIS 的施工现场环境模型，结合网络分析技术确定最短疏散路径，并引入智能算法进行路径优化，构建了一个高效、灵活的疏散路径规划系统。这一系统不仅提高了疏散路径的准确性和实用性，还增强了施工现场对突发事件的应对能力。未来，随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展，有理由相信，建筑工程施工现场的疏散路径优化将更加智能化、精细化，为构建安全、高效的施工环境贡献更大力量。

参考文献：

[1] 张海鹏,陈淼,李语松,等.一种船舶火灾环境下人员疏散路线优化算法[J].哈尔滨工程大学学报,2023,44(1):12.

[2] 魏伏佳,张兴杰,向渊明,等.地震多发区超高层建筑施工现场疏散研究[J].施工技术,2022(051-009).