西門子中央研究院研制的軟件可以利用建筑數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出逃生路線，并給出變更建筑結(jié)構(gòu)的建議。這款軟件不僅對(duì)于建筑物乃至整個(gè)園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)具有不可估量的作用，而且能夠自動(dòng)支持優(yōu)化疏散。

2015年新年前夜，迪拜一家酒店突發(fā)大火，舉世震驚。熊熊烈焰肆虐了這家高達(dá)63層的酒店。盡管有16人因吸入濃煙而受傷，但酒店的大部分客人均安然無恙。雖然酒店里的每個(gè)人都成功獲救，但這場(chǎng)大火敲響了警鐘，它說明，哪怕在這樣的豪華酒店，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延之迅猛，讓人措手不及。更糟的是，并非所有火災(zāi)都能有僥幸逃生的結(jié)局。許多時(shí)候，被大火吞沒的建筑物會(huì)奪去鮮活的生命。

2015年新年前夜：臨近午夜前幾個(gè)小時(shí)，迪拜一家酒店突發(fā)大火。調(diào)查認(rèn)為，這場(chǎng)火災(zāi)是短路引起的。

支持多種數(shù)據(jù)格式的自動(dòng)化軟件

如果建筑業(yè)客戶能夠在早期階段利用模擬來確定建筑物在緊急狀況下進(jìn)行疏散的速度，就可以降低此類災(zāi)情的嚴(yán)重性。建筑項(xiàng)目開工之前必須查明的危險(xiǎn)區(qū)域包括，可能發(fā)生擁堵的瓶頸點(diǎn)和可能造成人員摔倒的陡峭樓梯。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，來自西門子核心研發(fā)部門——西門子中央研究院的專家已研制出“人群控制”疏散軟件，以便用戶早在建筑物竣工之前，模擬出建筑物的疏散場(chǎng)景。這款軟件已在一個(gè)歐盟研究項(xiàng)目中得到進(jìn)一步開發(fā)和測(cè)試，現(xiàn)在，西門子中央研究院的專家正在與建筑師和消防專家密切合作，將這款軟件用于新建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)。西門子中央研究院的軟件專家Hermann Mayer表示：“盡管我們的軟件一直很可靠，但用戶基本上必須手動(dòng)輸入建筑物信息并分析結(jié)果。正因如此，現(xiàn)在我們已將‘人群控制’軟件實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)化，用戶只要按下按鈕即可開始進(jìn)行模擬。”

模擬過程的三個(gè)階段均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：首先，記錄建筑物的數(shù)據(jù)；其次，實(shí)際計(jì)算過程；第三，數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)記錄過程極為復(fù)雜，因?yàn)槿缃竦慕ㄖ飻?shù)據(jù)采用多種不同格式，如建筑圖紙、計(jì)算機(jī)生成的CAD圖，以及近出現(xiàn)的數(shù)字3D建筑模型。盡管施工圖必須遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但仍可能出現(xiàn)偏差。譬如，隔熱墻可能是一條粗線或細(xì)線，也有可能是陰影線或虛線。西門子中央研究院的“人群控制”軟件開發(fā)負(fù)責(zé)人Wolfram Klein說：“我們開發(fā)的軟件能夠解讀這些不同格式的數(shù)據(jù)，并單獨(dú)將之轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的數(shù)字建筑模型。”

優(yōu)化疏散？除用于防范措施之外，“人群控制”軟件亦可用于樓宇自控和智能響應(yīng)系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)優(yōu)化控制疏散。

助建筑師一臂之力的軟件

在第二階段計(jì)算過程中，“人群控制”軟件展現(xiàn)了其簡(jiǎn)化工作的優(yōu)勢(shì)。過去，軟件要針對(duì)各個(gè)設(shè)置單獨(dú)進(jìn)行模擬計(jì)算。比如，如果要讓“人群控制”軟件分析500個(gè)人從建筑物的5個(gè)層樓中疏散的情況，那么，它將使用建筑設(shè)計(jì)圖來計(jì)算出疏散所需時(shí)間。如果疏散用時(shí)太長(zhǎng)，用戶必須通過手動(dòng)優(yōu)化特定建筑參數(shù)來解決這個(gè)問題，如門的寬度。然而現(xiàn)在，自動(dòng)化的“人群控制”軟件可以利用建筑物的數(shù)字藍(lán)圖來單獨(dú)計(jì)算出適用于不同數(shù)量人群的可選解決方案。不僅如此，現(xiàn)在軟件還可以單獨(dú)改變不同參數(shù)，如門的寬度，以優(yōu)化逃生路線。它還能模擬樓梯或建筑物的某部分阻塞時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況，如在迪拜火災(zāi)中那樣。“人群控制”軟件將計(jì)算出能夠繞過該等障礙物的可選逃生路線。在第三階段輸出過程中，“人群控制”軟件將建議方案，給出能讓盡可能多的人盡快從建筑物中疏散的建筑布局建議。

結(jié)合使用數(shù)字建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)圖時(shí)，“人群控制”軟件的優(yōu)勢(shì)尤為突出。建筑業(yè)將這一趨勢(shì)稱為建筑信息模型（BIM）。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段使用BIM創(chuàng)建的建筑物3D模型包含了建筑物的全部要素。如果改變其中某個(gè)要素，軟件將立即顯示出與其他要素發(fā)生沖突之處。例如，它將顯示移動(dòng)一面墻是否會(huì)影響已設(shè)計(jì)好的管道或電纜布線位置。“人群控制”軟件是對(duì)BIM的有益補(bǔ)充，因?yàn)樗矛F(xiàn)有建筑數(shù)據(jù)，為BIM模型提出關(guān)于疏散的改進(jìn)建議。

借助所謂的樓宇“數(shù)字化雙胞胎”，西門子展示如何優(yōu)化利用建筑模型——不僅在施工過程中，而且貫穿建筑物的整個(gè)生命周期。

實(shí)時(shí)疏散支持

未來，“人群控制”軟件將不僅協(xié)助進(jìn)行建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而且也可在疏散期間提供實(shí)時(shí)支持。這是因?yàn)椋梢愿鶕?jù)輸入的樓宇傳感器數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)瞬之間計(jì)算出逃生路線。西門子樓宇科技集團(tuán)的創(chuàng)新項(xiàng)目和負(fù)責(zé)人Christian Frey指出：“‘人群控制’軟件可以使用煙感探測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)來提出疏散建議，并建議安全逃生路線。”有了“人群控制”軟件的支持，樓宇管理系統(tǒng)可以發(fā)布廣播通知或在智能手機(jī)APP上顯示疏散路線，引導(dǎo)人們逃出建筑物，還可以利用傳感器來識(shí)別是否有人被困在建筑物內(nèi)，或者確定被困人員地點(diǎn)。

然而，“人群控制”軟件的適用范圍不只是建筑物，也包括其周邊區(qū)域。Mayer說：“我們可以擴(kuò)展模擬，納入與大學(xué)校園規(guī)模相當(dāng)?shù)恼麄€(gè)建筑物綜合體。這樣一來，我們可以探索結(jié)構(gòu)化的措施如何優(yōu)化周邊區(qū)域的疏散。”“人群控制”軟件甚至可以為和救護(hù)車停泊位置提出建議，以免阻塞人流疏散。

西門子中央研究院的Wolfram Klein和Hermann Mayer還考慮到了重大災(zāi)害。二人均參與了歐盟出資的ELASSTIC項(xiàng)目，他們與高校及科研院所合作開發(fā)解決方案，幫助保護(hù)建筑物及其住戶，抵御諸如地震和洪水等災(zāi)害。項(xiàng)目的一些合作組織致力于優(yōu)化建筑物穩(wěn)定性，而Klein和Mayer則側(cè)重于優(yōu)化緊急疏散方案。舉例來講，他們已使用“人群控制”軟件來模擬洪災(zāi)導(dǎo)致地下車庫被淹的場(chǎng)景。這種情況提出了嶄新的問題，比如，哪里是安全集合點(diǎn)，或者救助人員和救援工作者如何抵達(dá)受災(zāi)建筑物進(jìn)行施救。所有這些信息均可輸入“人群控制”軟件。Wolfram Klein說：“如此以來，現(xiàn)在我們擁有的全面的疏散模擬工具。”