当一艘载有数千人的邮轮在茫茫大海上航行时，一场火灾足以让整艘船陷入绝境。封闭的空间、狭窄的通道、密集的人群，与陆地建筑相比，邮轮火灾的疏散难度呈几何级数上升。如何在火势蔓延、浓烟弥漫的环境中，为每一位乘客找到一条既稳妥又快速的逃生路线？这不仅是船长和船员面临的生死考题，也是应急管理领域的前沿研究课题。

近年来，国产人员疏散模拟软件知行INS的出现，为这一难题提供了“数字预演”的可能，它能够模拟人员行为和疏散全过程，让研究人员在计算机中“点燃”一艘邮轮，观察每一位乘客的逃生选择，从而优化出更科学的疏散方案。

一、邮轮火灾：封闭空间里的生死时速

邮轮火灾与陆地建筑火灾有着本质区别。邮轮是一个相对封闭的独立空间，一旦发生火灾，外部救援难以迅速到达；船内可燃物种类繁多且密集，火势蔓延迅猛；燃烧产生的有毒烟气在封闭舱室内积聚，能见度急剧下降；而疏散通道狭窄、逃生设施有限，乘客对船内结构不熟悉，极易产生恐慌和混乱。

据统计，过去30年全球海难事故中，火灾和爆炸是导致事故的主要原因之一。2021年“MSC Lirica”号邮轮在希腊科孚岛突发大火；同年“中华富强号”客滚船起火，直接经济损失约9233万元；2015年“北冕”号邮轮引擎室起火，船体侧倾，257名船员和游客遇险。这些事故反复提醒我们：邮轮火灾疏散，是一场与时间赛跑的竞赛。

二、多目标路径优化：不只是时间更短

传统疏散方案往往只追求“更短路径”，但在火灾场景下，更短的路未必是稳妥的路。火灾产生的CO、高温和烟雾会显著减慢疏散速度，船舶横倾、乘客恐慌情绪、交通流拥堵等因素也会增加疏散风险。

针对这一问题，研究人员构建了多目标优化模型，同时考虑三个目标：疏散风险更小、疏散时间更短、疏散路径更短。这三个目标相互冲突——风险小的路径可能更长，时间短的路径可能拥堵严重。如何在三者之间找到平衡？研究采用了改进的多目标粒子群算法，通过反向学习初始化、动态调整惯性权重和局部搜索三种策略，显著提高了算法的全局搜索能力和解的质量。

三、风险从哪来？五大因素决定疏散成败

邮轮火灾疏散的风险因素错综复杂。研究从人员、船舶、火灾蔓延和管理四个维度进行了系统分析：

研究中特别引入了五分中智集来量化船舶横倾、乘客恐慌情绪、交通流阻抗等不确定风险因素，并通过改进的熵权法确定权重。结果显示，疏散时间和乘客密度对风险值的影响尤为显著。

四、仿真揭示：楼梯是“瓶颈”，选择不均加剧拥堵

为了验证风险模型的有效性，研究人员以三层邮轮为对象，利用Pathfinder软件构建了疏散仿真模型，设计了三种客流密度方案：

仿真结果揭示了几个关键发现：

楼梯是疏散的“高风险区”。 疏散密度集中的区域全部出现在楼梯口和楼梯内。邮轮中部的楼梯7和楼梯3成为乘客主要选择的通道，楼梯7入口处人群密度达到4人/m²，极易产生踩踏风险。

乘客选择严重不均。 船舱中间的楼梯10、7、3共有57.4%的人选择使用，这些乘客的通行时间占据了整个疏散过程的98%；而船头位置的楼梯5和1只有5.2%的人选择。这种不均匀选择源于楼梯位置设置不合理和乘客在恐慌下的错误认知。

风险随时间急剧增加。 随着乘客数量增加，疏散时间延长，路径风险总值也急剧上升。在高密度区域，乘客移动速度受限，碰撞和拥挤可能性增加，形成恶性循环。

五、知行INS：国产疏散模拟软件如何助力邮轮

面对邮轮火灾疏散的复杂挑战，知行INS作为一款国产人员行为与疏散全过程模拟软件，为研究人员和船舶设计师提供了有力的分析工具。

知行INS能够构建邮轮内部的三维疏散场景，设定不同舱室、通道、楼梯和集合站的空间布局；可以为每一位“数字乘客”赋予独立的生理特征和行为参数，如年龄、行走速度、反应时间、恐慌倾向等；能够模拟火灾蔓延条件下的人员疏散全过程，计算疏散时间、路径选择分布和拥堵热点。

结合论文中的多目标优化模型，知行INS可以用于：

• 模拟不同疏散方案：设定低、中、高三种客流密度，观察疏散瓶颈和风险分布；
• 验证优化效果：将算法优化后的路径方案导入知行INS，对比优化前后的疏散时间和风险值；
• 分析人群行为：模拟乘客在恐慌情绪下的从众行为、楼梯选择偏好，评估引导策略的有效性。

虽然知行INS本身不包含多目标优化算法，但它可以作为仿真验证平台，为优化算法提供真实场景下的疏散数据，帮助研究人员判断优化方案是否真正可行。这种“算法优化+仿真验证”的组合，正在成为应急疏散研究的新范式。

六、结语

邮轮火灾疏散，是一场与浓烟、高温和恐慌的赛跑。多目标路径优化让疏散方案不再局限于“更短路径”，而是综合考虑风险、时间和距离的平衡；而知行INS等国产疏散模拟软件，则让这些优化方案在计算机中提前“跑一遍”，在真实灾难来临之前发现瓶颈、验证结果。

当每一艘邮轮都经过这样的“数字逃生”演练，当每一条疏散路径都经过风险与效率的双重检验，海上旅行才能真正成为安心之旅。

若您想下载知行INS，请访问知行INS试用下载页面。如果您有其他问题，请联系info@zhixinglab.com。