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人员疏散模拟软件 Pathfinder

Name: 人员疏散模拟软件 Pathfinder
Brand: 万霖消防
Availability: InStock

人员疏散模拟软件 Pathfinder 由美国 Thunderhead Engineering 研发，万霖提供中文版与英文版。基于个体建模，含 Steering 与 SFPE 两种仿真模式。说明 RSET 的四段构成、预动作时间为何最易被忽略、行走速度与有效宽度取值、与烟气模拟耦合算 FED，以及软件的能力边界。

资料状态以当前详情页及技术文件为准

发布日期2021-07-28

选型依据场景、接口、通信与认证要求

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产品详情与技术说明

人员疏散模拟软件 Pathfinder 是什么

Pathfinder 是一款基于个体（agent-based）的人员疏散仿真软件，由美国 Thunderhead Engineering 公司研发。它与烟气流动模拟软件 PyroSim 出自同一家厂商，两者可以配合使用。

它做的事可以用一句话概括：把建筑画进电脑，把一群人放进去，让他们跑一遍，然后告诉你需要多久才能全部出来、哪里会堵。

与传统的流量计算公式不同，Pathfinder 不是按"每米门宽每分钟通过多少人"这种平均值来估算，而是为每个个体建立独立的运动主体，赋予其位置、行走速度、目标出口，然后逐时间步推进。每个个体的路径都是独立计算的，因此能呈现出拥堵的形成与消散过程、某个出口被堵死后人流的重新分布——这些是公式法给不出的结果。软件还提供透明化显示功能，用于观察密集人群在楼层中的疏散情况。

万霖提供该软件的中文版与英文版。

软件归属与授权边界

Pathfinder 的版权方是美国 Thunderhead Engineering 公司，是完全自研的闭源商业软件，不依赖开源内核。万霖在本页涉及的产品上是软件供应与技术服务方，提供中文版与英文版，并配套建模支持与培训。

需要明确的一点：Pathfinder 与 FDS 的关系和 PyroSim 不同。FDS 是 NIST 开发的开源内核，PyroSim 是它上面的商业界面；而 Pathfinder 的算法内核本身就是 Thunderhead 自研的，不存在"开源内核 + 商业界面"这层结构。具体的授权形式（经销、服务商或培训合作）以厂家出具的书面授权文件为准，采购立项或投标需要资质证明时建议直接索取书面文件核对。

两种仿真模式，选错结论就错

这是 Pathfinder 里最需要说清楚、也最容易被含糊带过的一项设置。软件提供两种移动仿真模式，行为逻辑完全不同：

对比项	Steering 模式	SFPE 模式
人的行为假设	会主动避让，彼此保持合理间距	不避让，允许互相拥挤
门的处理	门不限制人流通过	门限制人流，通过量受门宽约束
流量控制因素	空间几何与个体避让行为	空间中的人员密度
理论基础	转向（steering）行为算法	《消防工程手册》（SFPE Handbook）的流量计算
适用场合	精细行为分析、拥堵演化研究、复杂几何	规范符合性检查、与传统计算方法对比

怎么选

做规范符合性论证、需要与手算结果对齐：用 SFPE 模式。它的流量逻辑与《消防工程手册》的经典公式一致，审查方容易复核，也便于和设计院的手算书对照。
做真实场景的行为分析、几何复杂或有明显瓶颈：用 Steering 模式。它更能反映"人挤在门口"这种实际情况，能算出拥堵的形成过程。
两个都跑一遍：重要项目建议这么做。如果两种模式算出的疏散时间差异很大，说明方案对行为假设敏感，此时单一模式给出的结论就不够可靠，报告中应说明这种敏感性。

最需要避免的做法是：用 SFPE 模式算出一个偏短的疏散时间，拿去论证方案可行，却不说明用的是哪种模式。这在复核时是一查就出的问题。

RSET 是怎么构成的

疏散模拟算出的时间是 RSET（Required Safe Egress Time，必需疏散时间）。很多人以为它就是"人从起点走到出口的时间"，其实只是其中一段。完整构成是：

组成部分	含义	由谁决定
探测时间	从起火到探测器动作	由烟气模拟或探测器计算给出
报警时间	从探测动作到报警信号发出	报警系统设计
预动作时间	人察觉、确认、判断、收拾、找家人的时间	人的行为，与建筑关系不大
移动时间	从开始移动到全部进入安全区	由疏散模拟算出

预动作时间是最容易被忽略、却往往最长的一段。报警响起来，人不会立刻跑：要先分辨是不是误报，要确认气味或烟，要去叫醒家人、抱小孩、拿手机、关燃气，还要换鞋。在住宅、 hotel、医院、养老院这类场所，这段动辄以分钟计，可能比移动时间长几倍。

软件算的只是最后一段（移动时间）。前三段要由评估人员依据场所性质、人员构成、管理条件来确定，并在报告中写明取值依据。只报一个"软件算出 6 分钟"就当成 RSET，是把最长的一段直接归零——这类报告在实质审查里站不住。

与烟气模拟怎么配合

核心判据还是那个不等式：ASET > RSET。可用疏散时间要大于必需疏散时间，且留有余量。

Pathfinder 可以导入 FDS 的几何体，让建筑模型与烟气模型对齐；更进一步，可以把烟气模拟算出的温度、能见度、CO 浓度结果读进来，计算人员在移动过程中实际承受的暴露剂量，即 FED（Fractional Effective Dose，有效剂量分数）。FED 达到 1 意味着该位置的人员将丧失行动能力——这比单纯判断"烟气到没到某个高度"更接近真实后果：一条通道能见度还没失效，但人可能已经因为吸入 CO 走不动了。

因此做完整评估时，两套软件的数据接口能否打通很重要。采购前建议确认几何文件与结果文件的互通方式，避免设备到场后只能靠人工导表。相关软件见烟气流动模拟软件 FDS / PyroSim。

建模参数怎么取

疏散模拟的可信度，八成取决于输入参数是否贴近实际。以下是几个最关键的：

行走速度

平地成年人的自由行走速度通常在 1.0 ～ 1.4 m/s 之间，但这个数字不能全员套用。影响速度的因素包括：年龄构成（老人、儿童明显更慢）、身体条件（行动不便者、轮椅使用者）、楼梯（下行快于上行，但楼梯本身会显著降速）、烟气条件下的能见度衰减、拥挤程度。

把全员都设为 1.4 m/s，会算出一个偏乐观的结果。养老院、幼儿园、医院病房、超高层建筑这类场所，应按实际人员构成分组设定，并在报告中说明各组比例与依据。

人员数量与分布

要按实际使用状态取值，而不是按设计容量。商场按营业高峰、影厅按满场、办公楼按工位加访客、住宅按户数乘以户均人数。分布也不应平均撒开，要落到具体房间与座位上。

出口与门的有效宽度

建模时要用净宽，不是洞口宽度。门扇开启后占用的空间、门框、常闭门在疏散时的实际通过宽度，都会削减有效宽度。另外要确认疏散时门是否处于可自由开启状态——需要刷卡、需要推杠、被杂物堵住的门，在模型里就是一个窄得多的出口，甚至根本不是出口。

几何模型

Pathfinder 支持内部快速建模，也支持导入 DXF 等 CAD 图形文件与 FDS 几何文件。移动环境是一个三维三角网格模型，可以手动生成，也可以通过导入数据自动生成。导入的好处是与建筑设计保持一致，代价是需要清理多余的线条与图层，否则网格会变得极其臃肿，计算时间成倍增加。

能输出什么

三维动画：按时间推进展示人群移动，可直接看出哪个位置先堵、堵多久、什么时候缓解。
二维时间曲线：各出口累计通过人数随时间的变化，以 CSV 格式输出，可自行绘图分析。
楼层疏散时间与出入口流通率：以文本文件记录，用于定量说明各区域清空时间。
导航视图：帮助在复杂模型里快速定位特定对象与数据。
FED 结果：在耦合烟气数据后可输出暴露剂量分布。

软件提供 2D 视图、3D 视图与导航视图三个主要工作视图，三者在同一模型上联动——在任一视图中增删或移动物体，其他视图同步反映。3D 视图可从任意方向观察模型，2D 视图只做平面投影。

它不能做什么

把边界说清楚，比夸大能力更有用：

它算不出人的真实决策。模型里的人按既定规则走向最近的可用出口，而现实中的人会回头看、会逆行去找家人、会跟着人群跑错方向、会在门口互相推挤造成踩踏。软件模拟的是移动，不是行为。
它不替代现场演练。模型能验证设计是否留够余量，验证不了管理是否到位——疏散通道有没有被占用、应急照明亮不亮、员工知不知道自己的职责。这些只能靠实测与演练发现。
它不适合单独作为大型活动人群管理的唯一依据。演唱会、展会这类高密度、强情绪的开放场景，模型的行为假设与现实差距较大，应结合人流监测与现场管控措施判断。
结果精度受参数支配，不受软件支配。同一栋楼，速度取值差 30%、预动作时间取 0 或取 3 分钟，结论可以完全相反。报告里必须写明参数来源，接受复核。

常见问题

Steering 和 SFPE 两种模式，报告里应该用哪个？

取决于报告要回答什么问题。做规范符合性论证、需要与《消防工程手册》的流量公式或设计院手算结果对齐，用 SFPE 模式，逻辑一致、便于复核。做真实行为分析、几何复杂或存在明显瓶颈，用 Steering 模式，它更能反映门口拥堵这种实际情形。重要项目建议两种都跑，若结果差异大，说明方案对行为假设敏感，报告应说明这种敏感性——隐瞒模式选择、只报一个偏短的数值，是复核时一查就出的问题。

软件算出的疏散时间，就是 RSET 吗？

不是。软件算的只是 RSET 中的移动时间一段。完整 RSET 还包括探测时间、报警时间，以及最容易被漏掉的预动作时间——人察觉、确认、判断、叫醒家人、收拾、换鞋所花的时间。在住宅、酒店、医院、养老院这类场所，预动作时间往往比移动时间长得多。把它归零，等于把最长的一段当成不存在。前三段需由评估人员依据场所性质与人员构成确定，并在报告中写明取值依据。

行走速度填多少合适？

平地成年人自由行走速度通常在 1.0 ～ 1.4 m/s，但不能全员套用同一个值。要按实际人员构成分组：老人与儿童明显更慢，行动不便者需单独设定，楼梯会显著降速，烟气导致的能见度衰减也会降低速度。全员填 1.4 m/s 会算出偏乐观的结果。养老院、幼儿园、医院病房、超高层建筑尤须注意，报告中应说明各组比例与取值依据。

能和烟气模拟软件连起来用吗？

可以。Pathfinder 能导入 FDS 的几何体使建筑模型对齐，也可读入烟气模拟算出的温度、能见度、CO 浓度结果，进而计算人员在移动中承受的暴露剂量 FED（有效剂量分数）。FED 达到 1 意味着人员将丧失行动能力，这比只看"烟气有没有降到某个高度"更接近真实后果。采购前建议确认几何与结果文件的互通方式，避免到场后只能人工导表。

它和免费的 FDS+Evac 有什么区别？

FDS+Evac 是 NIST 提供的开源疏散扩展模块，包含在 FDS 体系内，免费可用；Pathfinder 是 Thunderhead 自研的独立商业软件，界面、算例管理与结果分析更完整，且与 PyroSim 属同一厂商产品、数据衔接更顺。两者都可用于疏散分析，差别主要在建模效率、易用性与技术支持。团队有编程能力、预算受限可以从开源方案起步；需要频繁出报告、要求交付效率的机构，商业软件更省时间。选哪一个都不影响结论的可信度，影响可信度的是参数取值与假设说明。

消防安全评估机构必须配这个软件吗？

《消防技术服务机构从业条件》对消防安全评估类机构应具备的模拟分析软件有相应要求，人员疏散模拟分析软件通常在其中。但具体条款、台数与人员配置要求会随主管部门文件调整，各地执行口径也可能不同。建议以现行有效的从业条件原文为准，并在申报前向当地主管部门确认，不要按网络流传的旧清单准备。三套软件与现场仪器的整体配置见产品中心的消防安全评估软件页。