西門子中央研究院研制的軟件可以利用建筑數(shù)據(jù)自動計算出逃生路線，并給出變更建筑結(jié)構(gòu)的建議。這款軟件不僅對于建筑物乃至整個園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計具有不可估量的作用，而且能夠自動支持優(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。雖然酒店里的每個人都成功獲救，但這場大火敲響了警鐘，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。許多時候，被大火吞沒的建筑物會奪去鮮活的生命。

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

支持多種數(shù)據(jù)格式的自動化軟件

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行疏散的速度，就可以降低此類災(zāi)情的嚴(yán)重性。建筑項目開工之前必須查明的危險區(qū)域包括，可能發(fā)生擁堵的瓶頸點和可能造成人員摔倒的陡峭樓梯。為了實現(xiàn)這一點，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景。這款軟件已在一個歐盟研究項目中得到進一步開發(fā)和測試，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。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’軟件實現(xiàn)一定程度的自動化，用戶只要按下按鈕即可開始進行模擬。”

模擬過程的三個階段均已實現(xiàn)自動化：首先，記錄建筑物的數(shù)據(jù)；其次，實際計算過程；第三，數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)記錄過程極為復(fù)雜，因為如今的建筑物數(shù)據(jù)采用多種不同格式，如建筑圖紙、計算機生成的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)，以便實時優(yōu)化控制疏散。

助建筑師一臂之力的軟件

在第二階段計算過程中，“人群控制”軟件展現(xiàn)了其簡化工作的優(yōu)勢。過去，軟件要針對各個設(shè)置單獨進行模擬計算。比如，如果要讓“人群控制”軟件分析500個人從建筑物的5個層樓中疏散的情況，那么，它將使用建筑設(shè)計圖來計算出疏散所需時間。如果疏散用時太長，用戶必須通過手動優(yōu)化特定建筑參數(shù)來解決這個問題，如門的寬度。然而現(xiàn)在，自動化的“人群控制”軟件可以利用建筑物的數(shù)字藍圖來單獨計算出適用于不同數(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，會出現(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)計圖時，“人群控制”軟件的優(yōu)勢尤為突出。建筑業(yè)將這一趨勢稱為建筑信息模型（BIM）。在規(guī)劃設(shè)計階段使用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，它將顯示移動一面墻是否會影響已設(shè)計好的管道或電纜布線位置。“人群控制”軟件是對BIM的有益補充，因為它利用現(xiàn)有建筑數(shù)據(jù)，為BIM模型提出關(guān)于疏散的改進建議。

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生命周期。

實時疏散支持

未來，“人群控制”軟件將不僅協(xié)助進行建筑物的規(guī)劃設(shè)計，而且也可在疏散期間提供實時支持。這是因為，它可以根據(jù)輸入的樓宇傳感器數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)瞬之間計算出逃生路線。西門子樓宇科技集團的創(chuàng)新項目和負責(zé)人Christian Frey指出：“‘人群控制’軟件可以使用煙感探測系統(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別是否有人被困在建筑物內(nèi)，或者確定被困人員地點。

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：“我們可以擴展模擬，納入與大學(xué)校園規(guī)模相當(dāng)?shù)恼麄€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項目，他們與高校及科研院所合作開發(fā)解決方案，幫助保護建筑物及其住戶，抵御諸如地震和洪水等災(zāi)害。項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景。這種情況提出了嶄新的問題，比如，哪里是安全集合點，或者救助人員和救援工作者如何抵達受災(zāi)建筑物進行施救。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。”