数据模型与决策论文范文

针对人力资源管理决策信息难以获取和正确性难以保证的问题，提出了人力资源数据仓库多维数据模型。人力资源数据仓库多维数据模型通过分析人力资源战略规划以及人力资源日常业务流程，确定了分析主题和维度，借助数据仓库技术，以决策分析主题为导向组织数据，为人力资源决策提供信息支持。人力资源数据仓库多维数据模型能准确地表达决策分析主题的数据组成关系，为解决人力资源管理决策支持信息难以获取和正确性难以保证的问题提供了依据。 中国论文网 ［关键词］ 人力资源； 数据仓库； 多维数据模型； 决策支持 doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 07. 026 ［中图分类号］ ； ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1673 - 0194（2012）07- 0052- 06 1 引 言 人力资源是企业可以将其看作能够为创建和实现企业的使命、愿景、战略与目标做出潜在贡献的人所具备的可被利用的能力与才干［1］。在全球化竞争和知识经济时代，人力资源是企业的第一资源和根本竞争优势，人力资源管理已成为支撑企业核心能力与竞争优势的重要力量，具有高度重要的战略地位。但与此同时，由于人力资源所涉及的企业部门层级繁多、业务流程复杂、数据信息庞大，其管理工作极其复杂困难，人力资源的战略作用难以完全得以发挥。即使近年来通过人力资源管理信息系统优化了业务流程，提高了日常工作效率，在业务流程层面上实现了人力资源管理工作高效和稳定的运行，但是在战略决策支持层面上，人力资源管理仍存在一些问题亟待解决。这些问题表现在决策信息难以获取和正确性难以保证两方面。 造成决策信息难以获取和正确性难以保证的主要原因是：第一，人力资源决策信息包括人力资源现状盘点、人力资源需求预测、职位信息、人员胜任能力信息、招聘与配置信息、人员绩效信息、薪酬信息和培训信息等，种类繁多，数据庞杂；第二，人力资源内部管理信息系统的数据组织方式是面向具体业务流程的，并不是以决策分析主题为导向组织数据。获取某一项决策信息势必引起对所有相关数据的重新抽取和归纳，计算复杂，耗时巨大；第三，人力资源管理涉及企业各个部门和层级，很多决策信息来源于人力资源管理部门外部的其他部门数据库。各种外部数据库中的数据在定义、粒度和更新策略上高度不统一，无法直接进行统计、归纳和计算，必须经过漫长的数据预处理，进一步增加了获取决策信息的难度。 针对上述问题，本文提出了人力资源数据仓库多维数据模型，借助数据仓库技术，以决策分析主题重新组织数据，实现数据的正确统一，以解决决策信息难以获取和正确性难以保证的问题。 2 数据仓库 1992年，William H． Inmon提出了数据仓库的定义和设计方式，与传统的数据库在数据组织和应用目标等方面有很大的不同，数据仓库改变了数据的组织形式，通过按主题组织数据，以维度抽取主题信息，来达到海量数据集成和分析的目的。数据仓库是面向主题的、集成的、具有时间特征的、稳定的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程［2］。根据数据仓库概念的含义，数据仓库具有以下4个特点： （1） 面向主题。主题是用户进行某项决策时所关注信息的抽象集合。数据仓库是按主题域进行数据组织的。数据仓库以主题为组织数据的中心，有利于实现决策信息支持这一目标。 （2） 集成的。数据仓库中的数据主要用于进行分析决策，需要对细节数据进行归纳、整理和综合。同时，数据仓库中的数据多来源于多个异构数据源，不能对数据进行简单的汇总和拷贝，必须对数据进行清理和转换，保持数据的一致性。 （3） 具有时间特征。为保证数据仓库数据提供的决策信息随时间不断做出适当调整，数据仓库需要随时间变化不断增加新的内容，同时也需要随着时间变化删去过去陈旧的数据。数据仓库中数据表的键码都包含时间项，以标明数据的历史时期。 （4） 稳定的。数据仓库是随时间而变化的，但又是相对稳定的。数据仓库的数据主要供企业决策分析之用，提供的服务主要是数据查询，一旦某个数据进入数据仓库以后将被长期保留，一般情况下并不进行修改。数据仓库的数据通常只需要定期加载、刷新［3］。 分析型数据仓库要对大量的数据进行汇总和分类，要求能按客户的要求快速、灵活地完成复杂的查询，并且查询的结果要便于用户理解。这要求数据仓库在存储数据时，必须消除数据冲突和表达不一致等问题；在面临用户的查询需求时，必须对所需要的信息提前准备，以便缩短响应时间。为达到这一目的，数据仓库的基本体系结构至少包括数据获取、数据存储与管理、信息访问3个基本组成部分。 （1） 数据获取。数据获取是指从多个异构数据源获取原始数据，经过提取、清洁、转换、聚集等操作得到以主题为中心的集成数据，并将数据装载到数据仓库的过程。 （2） 数据存储与管理。数据存储与管理负责数据仓库的内部维护与管理，提供的服务包括数据存储的组织、数据的维护、数据的开发、数据仓库的理性维护等。 （3） 信息访问。信息访问属于数据仓库的前端。数据仓库前端是面向最终用户的。最终用户通过信息访问部分获取支持决策的信息。信息访问部分一般由报表生成器、OLAP工具、数据挖掘工具和可视化工具等构成。 数据仓库的基本体系结构［4］如图1所示。 3 人力资源数据仓库基本结构 人力资源数据仓库的最终用户是人力资源部门高层决策人员和日常工作人员。人力资源数据仓库可为人力资源战略规划、胜任能力分析、培训开发管理、薪酬管理、招聘与配置管理工作提供决策信息支持［5－7］。人力资源数据仓库的基本结构由数据仓库服务器、查询服务器和前端展示工具组成［8］。人力资源数据仓库基本结构如图2所示。 人力资源战略规划和人力资源日常管理工作所需信息决定了数据仓库的分析主题、维度、粒度、度量要求以及数据提取、转换和装载规则。根据数据提取、转换和装载规则，人力资源数据仓库从多个外部异构数据源抽取数据，然后将抽取的数据按主题进行组织，以便查询服务器提取数据。最终，前端展示工具从查询服务器中提取相应的数据，按最终用户的需求组织成决策支持信息展示出来。 4 人力资源管理流程分析 根据现代企业的人力资源管理理论，人力资源管理系统可分为战略规划、职位管理、胜任能力管理、招聘与配置、绩效管理、薪酬管理和培训管理七大部分。人力资源管理系统各个职能模块相互联系、相互作用，在人力资源管理机制作用下，呈系统化运行，人力资源管理流程如图3所示。 人力资源战略规划贯穿整个人力资源管理工作，决定了人力资源管理工作的各个环节。首先，人力资源战略规划通过理解企业发展战略及策略目标，分析企业业务状况与组织框架，确认人力资源的战略、目标、原则和政策。然后，人力资源战略规划对人力资源现状进行盘点，分析人力资源现状与未来战略需求的差异，通过对人力资源的供给与需求的预测，发现人力资源缺口，明确人力资源规划所面临的具体问题。在明确具体问题之后，人力资源战略规划将设计人力资源战略问题的系统解决方案，调整人力资源管理系统的业务职能，为实现人力资源战略规划的落地进行政策和制度安排，并制订具体措施及行动计划。最后，人力资源战略规划将对其具体实施情况进行实时评估和控制，以保证人力资源战略规划顺利实施并及时调整，以适应企业与战略发展的需要。人力资源战略规划在明确战略方向、识别当前问题、制订具体计划和控制计划实施的过程中，必须得到职位管理、胜任能力管理、招聘与配置管理、绩效管理、薪酬管理、培训开发管理等具体职能部门强有力的信息支持。 职位管理基于对企业业务结构、组织结构与流程的深刻认识与理解，设计和构建职能、职类、职种体系，形成企业完整的职位体系。 胜任能力是指能将工作中绩效表现优秀者与表现平平者区分出来的个人潜在的、深层次的特征，它包括知识、认知或行为技能、态度或价值观、自我形象、特质、动机，即任何可以被可靠测量或描述的个体特征。胜任能力应该包括需要达到的实际绩效，以及取得这些绩效所需的个性特征。胜任能力管理通过对员工的学历、职称以及岗位绩效等进行分析，明确员工的潜在能力，为进一步潜力挖掘与能力培养提供依据。胜任能力管理为人员的招聘、甄选提供了用人方面的素质要求；为人力资源配置提供了人员配置的标准和依据；为薪酬体系设计提供最基础的标准、依据和框架。 招聘与配置的基础是职位管理和胜任能力管理，根据企业的职位与企业人员的内在特征选择有效的招募方法、渠道及甄选方法，实现对企业员工的合理配置。招聘与配置包括企业发现人力资源获取需求、制定人力资源获取策略、劳动力市场相对位置分析、人员招募、人员甄选与配置5个环节，其最终的落脚点是人员甄选。 绩效管理是指为保证企业经营目标的实现，定期对企业员工进行考核，对人员所在岗位的绩效考核标准和实际完成值进行分析，对员工做出正确评价。绩效管理包括目标与计划确定、绩效评估和绩效回顾。目标与计划确定是指依据企业战略目标要求，制定目标与计划，明确工作内容和评价标准。绩效评估是指根据事先设立的评价指标，对企业员工的工作进行客观评价。绩效回顾是指分析产生差距的原因，制订工作改进措施。 薪酬管理系统是整个企业激励机制的核心，是企业吸引和保留人才的关键。薪酬管理通过对人员、所在职位和业绩考核结果数据进行分析，对薪酬体系做出有效的调整，实现人工成本的有效控制和有效的薪酬激励。薪酬管理包括薪资策略保持与企业人力资源战略、企业经营目标的一致性，提升薪酬管理的战略管理能力；确定合适的薪酬水平，以保证薪酬的外部竞争力与内部的公平性，正确处理人工成本与人力资本投资之间的关系；设计多元的薪酬激励要素与薪酬结构，反映不同类别员工的特点，满足不确定性的、多层次的、复杂的员工需求；建立分层分类的薪酬管理体系，进行工资动态调整，使薪酬设计反映不同层次、不同类别的员工的需求与劳动特点；薪酬的机制与制度设计做到程序公平，薪酬的机制与制度和人力资源的其他机制与制度配套，尤其是和绩效考核体系及任职资格体系相互统一；薪酬制度与管理体系设计应做到合法合规，避免企业付出违规成本。 培训开发管理通过分析培训需求和历史数据所反映的培训效果，制订企业员工的培训计划，确保以有限的培训费用，最大限度地提高员工素质和员工技能，实现企业效益增长最大化。培训开发管理表现为对培训基地的管理、培训预算与费用核算等业务的管理。培训开发管理的具体工作内容包括了解和掌握公司的战略发展以及员工的能力与素质状态，为公司培训开发计划的制订提供依据；根据员工的潜能特点及企业需求，帮助员工制订职业发展与个人能力开发计划；控制培训实施过程；评估培训开发效果。 人力资源管理体系以职位和人员为基点，以战略规划为主线，以胜任能力管理、招募与配置、绩效管理、薪酬管理、培训开发管理为主要职能，保证企业人力资源管理正常运转，确保人力资源价值得到最大限度的发挥。通过对人力资源管理构架的分析可以得出，人力资源管理在实际运行中所需决策信息是围绕职位信息、人员基本信息、胜任能力、招募与配置、绩效、薪酬、培训与开发7个中心进行组织的。由此，人力资源数据仓库将以职位、人员基本信息、胜任能力、招募与配置、绩效、薪酬、培训与开发为主题，建立多维数据模型。 5 人力资源数据仓库多维数据模型 多维数据模型是进行决策支持数据建模的最好方式，是数据仓库普遍采用的数据建模方法。多维数据模型以直观的方式组织数据，并支持高性能的数据访问。每一个多维数据模型由多个多维数据模式表示，每一个多维数据模式都是由一个事实表和一组维表构成。数据仓库多维数据建模包括确定主题、选择事实与维度、确定粒度、标识维度和事实表属性。 5．1 确定主题领域 主题是一个在较高层次上将数据归类的标准，每一个主题基本对应一个宏观的分析领域。主题是一个抽象的概念，是在较高层次上把企业信息系统中的数据综合、转换、归类并进行分析利用的抽象。通过上述人力资源管理系统架构的分析，人力资源数据仓库的主题确定为职位主题、人员基本信息主题、胜任能力主题、人员调整配置主题、培训开发主题、绩效考核主题、薪酬主题。 （1） 职位主题。职位主题通过分析当前企业组织体系中岗位的职种、职能、职类，以及企业员工的定岗定编信息，决定是否增设新职位并对新职位进行设计和说明。 （2） 人员基本信息主题。人员基本信息主题通过分析全体企业员工的学历、技能、职称、工作经历等信息，形成对当前企业人力资源的全局认识，为人力资源盘点工作提供数据支持。 （3） 胜任能力主题。胜任能力主题通过分析企业员工学历、技能、职称和岗位适应性等基本信息，为人员的招聘与甄选、调整与配置、薪酬提供信息支持。 （4） 人员调整配置主题。人员调整配置主题通过对企业员工胜任能力和岗位职能的研究，决定员工的合理化调动和调整。 （5） 培训开发主题。培训开发主题通过对员工基本信息、培训基地信息、培训预算和费用管理信息的分析，制订培训计划，以最低的成本取得最大的人力资源价值增长。 （6） 绩效考核主题。绩效考核主题是指为保证经营目标的实现，根据企业员工所在岗位的绩效考核标准，对员工做出客观评价。 （7） 薪酬主题。薪酬主题通过分析员工胜任能力、职位和绩效，对薪酬体系做出有效的调整，实现成本的有效控制和激励效果最大化。 5．2 确定粒度 所谓粒度是指数据仓库中数据单元的详细程度和级别。数据越详细，粒度就越小，级别就越低；数据综合度越高，粒度就越大，级别也就越高。选择的粒度必须满足业务需求，并且基于源数据库中的数据进行选择。一般粒度选择方式采用最低细节级别，即数据仓库的粒度可以看作是每个源数据库中的一行记录。 5．3 选择维度 维是指人们观察事物的角度。根据在人力资源管理过程中信息的组织角度，选择各个主题的维度如下： （1） 职位主题维度为时间维、定编人员维、单位维、职种职类维。 （2） 人员基本信息维度为时间维、学历维、技能维、职位维、职称维、单位维。 （3） 胜任能力主题维度为时间维、职位维、人员维、单位维。 （4） 人员调整配置主题维度为时间维、职位维、人员维、绩效维、单位维。 （5） 培训开发主题的维度为时间维、单位维、职位维、人员维、培训基地维、职称维、费用维。 （6） 绩效考核主题维度为时间维、单位维、职位维、职称维、人员维、考核指标维。 （7） 薪酬主题维度为时间维、职位维、人员维、单位维、薪酬种类维、考核维。 5．4 建立多维数据模型 人力资源数据仓库采用星形模式构建多维数据模型，根据上述主题域和维度的选择，构建多维数据模型，如图4~图10所示。 （1） 职位主题。职位主题提供了以时间、单位、定编人员信息、职种职类为分析维度，有关职位名称、工作内容、工作特征、任职资格的综合信息。时间维包括年度、月份和日期3个维层次。定编人员维包括人员种类、人员级别和人员数量。单位维包括单位名称、单位类别和单位级别。职种职类维包括职位种类、所属部室和职位级别。 （2） 人员基本信息主题。人员基本信息主题提供了以时间、学历、技能、职位、职称、单位为分析维度，有关人员的姓名、性别、出生日期、籍贯和数量的综合统计信息。学历维包括学校名称、专业名称、学历、毕业时间、学位、授予时间。技能维包括技能名称、技能类别、技能级别。职称维包括所属类别、级别、评定时间。 （3） 胜任能力主题。胜任能力主题提供了以时间、人员、职位、单位为分析维度，有关人员胜任能力的综合统计信息。人员维包括技能维、学历维、姓名、性别、出生年月和籍贯。 （4） 人员调整配置主题。人员调整配置主题提供了以时间、人员、职位、单位、绩效为分析维度，有关人员调整配置的综合统计信息。绩效维包括考核结果。 （5） 培训开发主题。培训开发主题提供了以时间、人员、职位、单位、职称、培训基地、费用为分析维度，有关培训计划和培训效果的综合统计信息。培训基地维包括使用时间、培训基地名称、培训基地类别。费用维包括费用预算和费用结算。 （6） 绩效考核主题。绩效考核主题提供了以时间、人员、职位、单位、职称、考核指标为分析维度，有关绩效考核结果的综合统计信息。考核标准维包括考核标准。 （7） 薪酬主题。薪酬主题提供了以时间、人员、职位、单位、薪酬种类、绩效考核为分析维度，有关薪酬数量的综合统计信息。薪酬种类维包括基础工资、绩效提薪、奖金、津贴、股权、保障福利、健康与救济福利、退休福利、带薪休假福利。 6 结 论 针对目前人力资源管理决策信息难以获取和正确性难以保证的问题，建立人力资源数据仓库是比较理想的解决方案。本文通过分析人力资源战略规划和日常业务流程，明确了人力资源工作信息赖以组织的7个主题：职位、人员基本信息、胜任能力、人员调整配置、培训开发、绩效考核、薪酬，并对每一个主题确定了维度，建立了人力资源数据仓库多维数据模型，为解决人力资源决策信息难以获取和正确性难以保证的问题奠定了基础。

人力资源系统模型主要包含的内容有:人力资源规划、工作分析、人员招聘、甄选和录用、绩效管理、hr的开发与培训、薪资管理、职业安全与卫生、劳资关系、员工沟通与参与等方面现代人力管理主要包括以下一些具体内容和工作任务： 1．制订人力资源计划根据组织的发展战略和经营计划，评估组织的人力资源现状及发展趋势，收集和分析人力资源供给与需求方面的信息和资料，预测人力资源供给和需求的发展趋势，制订人力资源招聘、调配、培训、开发及发展计划等政策和措施。2．人力资源成本会计工作 人力资源管理部门应与财务等部门合作，建立人力资源会计体系，开展人力资源投入成本与产出效益的核算工作。人力资源会计工作不仅可以改进人力资源管理工作本身，而且可以为决策部门提供准确和量化的依据。3．岗位分析和工作设计对组织中的各个工作和岗位进行分析，确定每一个工作和岗位对员工的具体要求，包括技术及种类、范围和熟悉程度；学习、工作与生活经验；身体健康状况；工作的责任、权利与义务等方面的情况。这种具体要求必须形成书面材料，这就是工作岗位职责说明书。这种说明书不仅是招聘工作的依据，也是对员工的工作表现进行评价的标准，进行员工培训、调配、晋升等工作的根据。4．人力资源的招聘与选拔根据组织内的岗位需要及工作岗位职责说明书，利用各种方法和手段，如接受推荐、刊登广告、举办人才交流会、到职业介绍所登记等从组织内部或外部吸引应聘人员。并且经过资格审查，如接受教育程度、工作经历、年龄、健康状况等方面的审查，从应聘人员中初选出一定数量的候选人，再经过严格的考试，如笔试、面试、评价中心、情景模拟等方法进行筛选，确定最后录用人选。人力资源的选拔，应遵循平等就业、双向选择、择优录用等原则。5．雇佣管理与劳资关系员工一旦被组织聘用，就与组织形成了一种雇佣与被雇佣的、相互依存的劳资关系，为了保护双方的合法权益，有必要就员工的工资、福利、工作条件和环境等事宜达成一定协议，签定劳动合同。6．入厂教育、培训和发展 任何应聘进入一个组织（主要指企业）的新员工，都必须接受入厂教育，这是帮助新员工了解和适应组织、接受组织文化的有效手段。入厂教育的主要内容包括组织的历史发展状况和未来发展规划、职业道德和组织纪律、劳动安全卫生、社会保障和质量管理知识与要求、岗 位职责、员工权益及工资福利状况等。为了提高广大员工的工作能力和技能，有必要开展富有针对性的岗位技能培训。对于管理人员，尤其是对即将晋升者有必要开展提高性的培训和教育，目的是促使他们尽快具有在更高一级职位上工作的全面知识、熟练技能、管理技巧和应变能力。

数据模型与决策针对人力资源管理决策信息难以获取和正确性难以保证的问题，提出了人力资源数据仓库多维数据模型。人力资源数据仓库多维数据模型通过分析人力资源战略规划以及人力资源日常业务流程，确定了分析主题和维度，借助数据仓库技术，以决策分析主题为导向组织数据，为人力资源决策提供信息支持。人力资源数据仓库多维数据模型能准确地表达决策分析主题的数据组成关系，为解决人力资源管理决策支持信息难以获取和正确性难以保证的问题提供了依据。 《数据模型与决策》是科学出版社2010年1月29日出版的图书，系统地介绍了以统计方法为特征的不确定型决策、以运筹学方法为特征的确定型决策、以博奕原理为特征的策略型决策的基本原理和一般方法。‍人力资源管理，是指在经济学与人本思想指导下，通过招聘、甄选、培训、报酬等管理形式对组织内外相关人力资源进行有效运用，满足组织当前及未来发展的需要，保证组织目标实现与成员发展的最大化的一系列活动的总称。就是预测组织人力资源需求并作出人力需求计划、招聘选择人员并进行有效组织、考核绩效支付报酬并进行有效激励、结合组织与个人需要进行有效开发以便实现最优组织绩效的全过程。学术界一般把人力资源管理分八大模块或者六大模块：1、人力资源规划；2、招聘与配置；3、培训与开发；4、绩效管理；5、薪酬福利管理；6、劳动关系管理。诠释人力资源管理六大模块核心思想所在，帮助企业主掌握员工管理及人力资源管理的本质

1 引 言 人力资源是企业可以将其看作能够为创建和实现企业的使命、愿景、战略与目标做出潜在贡献的人所具备的可被利用的能力与才干［1］。在全球化竞争和知识经济时代，人力资源是企业的第一资源和根本竞争优势，人力资源管理已成为支撑企业核心能力与竞争优势的重要力量，具有高度重要的战略地位。但与此同时，由于人力资源所涉及的企业部门层级繁多、业务流程复杂、数据信息庞大，其管理工作极其复杂困难，人力资源的战略作用难以完全得以发挥。即使近年来通过人力资源管理信息系统优化了业务流程，提高了日常工作效率，在业务流程层面上实现了人力资源管理工作高效和稳定的运行，但是在战略决策支持层面上，人力资源管理仍存在一些问题亟待解决。这些问题表现在决策信息难以获取和正确性难以保证两方面。 造成决策信息难以获取和正确性难以保证的主要原因是：第一，人力资源决策信息包括人力资源现状盘点、人力资源需求预测、职位信息、人员胜任能力信息、招聘与配置信息、人员绩效信息、薪酬信息和培训信息等，种类繁多，数据庞杂；第二，人力资源内部管理信息系统的数据组织方式是面向具体业务流程的，并不是以决策分析主题为导向组织数据。获取某一项决策信息势必引起对所有相关数据的重新抽取和归纳，计算复杂，耗时巨大；第三，人力资源管理涉及企业各个部门和层级，很多决策信息来源于人力资源管理部门外部的其他部门数据库。各种外部数据库中的数据在定义、粒度和更新策略上高度不统一，无法直接进行统计、归纳和计算，必须经过漫长的数据预处理，进一步增加了获取决策信息的难度。 针对上述问题，本文提出了人力资源数据仓库多维数据模型，借助数据仓库技术，以决策分析主题重新组织数据，实现数据的正确统一，以解决决策信息难以获取和正确性难以保证的问题。

你的问题问的太宽泛了，我就是搞建模的，都不到从何开始回答你，想要进一步讨论的话可以hi我。论文七大部分肯定是必不可少的:问题重述，模型假设，问题分析，模型建立，模型求解，结果分析及检验，(包括灵敏度分析，如果需要的话)模型推广，当然还得有目录和摘要以及参考文献了

数学建模--教学楼人员疏散--获校数学建模二等 数学建模人员疏散本题是由我和我的好哥们张勇还有我们区队的学委谢菲菲经过数个日夜的精心准备而完成的,指导老师沈聪.摘要 文章分析了大型建筑物内人员疏散的特点，结合我校1号教学楼的设定火灾场景人员的安全疏散，对该建筑物火灾中人员疏散的设计方案做出了初步评价，得出了一种在人流密度较大的建筑物内，火灾中人员疏散时间的计算方法和疏散过程中瓶颈现象的处理方法，并提出了采用距离控制疏散过程和瓶颈控制疏散过程来分析和计算建筑物的人员疏散。 关键字 人员疏散 流体模型 距离控制疏散过程 问题的提出教学楼人员疏散时间预测学校的教学楼是一种人员非常集中的场所，而且具有较大的火灾荷载和较多的起火因素，一旦发生火灾，火灾及其烟气蔓延很快，容易造成严重的人员伤亡。对于不同类型的建筑物，人员疏散问题的处理办法有较大的区别，结合1号教学楼的结构形式，对教学楼的典型的火灾场景作了分析，分析该建筑物中人员疏散设计的现状，提出一种人员疏散的基础，并对学校领导提出有益的见解建议。 前言建筑物发生火灾后，人员安全疏散与人员的生命安全直接相关，疏散保证其中的人员及时疏散到安全地带具有重要意义。火灾中人员能否安全疏散主要取决于疏散到安全区域所用时间的长短，火灾中的人员安全疏散指的是在火灾烟气尚未达到对人员构成危险的状态之前,将建筑物内的所有人员安全地疏散到安全区域的行动。人员疏散时间在考虑建筑物结构和人员距离安全区域的远近等环境因素的同时，还必须综合考虑处于火灾的紧急情况下，人员自然状况和人员心理这是一个涉及建筑物结构、火灾发展过程和人员行为三种基本因素的复杂问题。随着性能化安全疏散设计技术的发展，世界各国都相继开展了疏散安全评估技术的开发及研究工作，并取得了一定的成果(模型和程序)，如英国的CRISP、EXODUS、STEPS、Simulex，美国的ELVAC、EVACNET4、EXIT89，HAZARDI，澳大利亚的EGRESSPRO、FIREWIND，加拿大的FIERA system和日本的EVACS等，我国建筑、消防科研及教学单位也已开展了此项研究工作，并且相关的研究列入了国家“九五”及“十五”科技攻关课题。一般地，疏散评估方法由火灾中烟气的性状预测和疏散预测两部分组成，烟气性状预测就是预测烟气对疏散人员会造成影响的时间。众多火灾案例表明，火灾烟气毒性、缺氧使人窒息以及辐射热是致人伤亡的主要因素。其中烟气毒性是火灾中影响人员安全疏散和造成人员死亡的最主要因素，也就是造成火灾危险的主要因素。研究表明：人员在CO浓度为4X10-3浓度下暴露30分钟会致死。此外，缺氧窒息和辐射热也是致人死亡的主要因素，研究表明：空气中氧气的正常值为21％，当氧气含量降低到12％～15％时，便会造成呼吸急促、头痛、眩晕和困乏，当氧气含量低到6％～8％时，便会使人虚脱甚至死亡；人体在短时间可承受的最大辐射热为／m2(烟气层温度约为200℃)。 图1 疏散影响因素 预测烟气对安全疏散的影响成为安全疏散评估的一部分，该部分应考虑烟气控制设备的性能以及墙和开口部对烟的影响等；通过危险来临时间和疏散所需时间的对比来评估疏散设计方案的合理性和疏散的安全性。疏散所需时间小于危险来临时间，则疏散是安全的，疏散设计方案可行；反之，疏散是不安全的，疏散设计应加以修改，并再评估。 图2 人员疏散与烟层下降关系(两层区域模型)示意图 疏散所需时间包括了疏散开始时间和疏散行动时间。疏散开始时间即从起火到开始疏散的时间，它大体可分为感知时间(从起火至人感知火的时间)和疏散准备时间(从感知火至开始疏散时间)两阶段。一般地，疏散开始时间与火灾探测系统、报警系统，起火场所、人员相对位置，疏散人员状态及状况、建筑物形状及管理状况，疏散诱导手段等因素有关。 疏散行动时间即从疏散开始至疏散结束的时间，它由步行时间(从最远疏散点至安全出口步行所需的时间)和出口通过排队时间(计算区域人员全部从出口通过所需的时间)构成。与疏散行动时间预测相关的参数及其关系见图3。 图3 与疏散行动时间预测相关的参数及其关系模型的分析与建立 我们将人群在1号教学楼内的走动模拟成水在管道内的流动，对人员的个体特性没有考虑，而是将人群的疏散作为一个整体运动处理，并对人员疏散过程作了如下保守假设： u 疏散人员具有相同的特征，且均具有足够的身体条件疏散到安全地点；u 疏散人员是清醒状态，在疏散开始的时刻同时井然有序地进行疏散，且在疏散过程中不会出现中途返回选择其它疏散路径；u 在疏散过程中，人流的流量与疏散通道的宽度成正比分配，即从某一个出口疏散的人数按其宽度占出口的总宽度的比例进行分配u 人员从每个可用出口疏散且所有人的疏散速度一致并保持不变。 以上假设是人员疏散的一种理想状态，与人员疏散的实际过程可能存在一定的差别，为了弥补疏散过程中的一些不确定性因素的影响，在采用该模型进行人员疏散的计算时，通常保守地考虑一个安全系数，一般取1．5～2，即实际疏散时间为计算疏散时间乘以安全系数后的数值。 1号教学楼平面图 教学楼模型的简化与计算假设 我校1号教学楼为一幢分为A、B两座，中间连接着C座的建筑（如上图），A、B两座为五层，C座为两层。A、B座每层有若干教室，除A座四楼和B座五楼，其它每层都有两个大教室。C座一层即为大厅，C座二层为几个办公室，人员极少故忽略不考虑，只作为一条人员通道。为了重点分析人员疏散情况，现将A、B座每层楼的10个小教室（40人）、一个中教室（100）和一个大教室（240人）简化为6个教室。 图4 原教室平面简图在走廊通道的1/2处，将1、2、3、4、5号教室简化为13、14号教室，将6、7、8、9、10号教室简化为15、16号教室。此时，13、14、15、16号教室所容纳的人数均为100人，教室的出口为距走廊通道两边的1/4处，且11、13、15号教室的出口距左楼梯的距离相等，12、14、16号教室的出口距右楼梯的距离相等。我们设大教室靠近大教室出口的100人走左楼梯，其余的140人从大教室楼外的楼梯疏散，这样让每一个通道的出口都得到了利用。由于1号教学楼的A、B两座楼的对称性，所以此简图的建立同时适用于1号教学楼A、B两座楼的任意楼层。 图5 简化后教室平面简图 经测量，走廊的总长度为44米，走廊宽为米,单级楼梯的宽度为米,每级楼梯共有26级,楼梯口宽米,每间教室的面积为125平方米. 则简化后走廊的1/4处即为教室的出口，距楼梯的距离应为44/4=11米。对火灾场景做出如下假设:u 火灾发生在第二层的15号教室;u 发生火灾是每个教室都为满人,这样这层楼共有600人;u 教学楼内安装有集中火灾报警系统,但没有应急广播系统;u 从起火时刻起,在10分钟内还没有撤离起火楼层为逃生失败; 对于这种场景下的火灾发展与烟气蔓延过程可用一些模拟程序进行计算,并据此确定楼内危险状况到来的时间.但是为了突出重点,这里不详细讨论计算细节.人员的整个疏散时间可分为疏散前的滞后时间,疏散中通过某距离的时间及在某些重要出口的等待时间三部分,根据建筑物的结构特点,可将人们的疏散通道分成若干个小段。在某些小段的出口处,人群通过时可能需要一定的排队时间。于是第i 个人的疏散时间ti 可表示为:式中, ti,delay为疏散前的滞后时间,包括觉察火灾和确认火灾所用的时间; di,n为第n 段的长度; vi,n 为该人在第n 段的平均行走速度;Δtm,queue 为第n 段出口处的排队等候时间。最后一个离开教学楼的人员所有用的时间就是教学楼人员疏散所需的疏散时间。假设二层的15号教室是起火房间,其中的人员直接获得火灾迹象进而马上疏散,设其反应的滞后时间为60s;教学内的人员大部分是学生,火灾信息将传播的很快,因而同楼层的其他教室的人员会得到15号教室人员的警告,开始决定疏散行动.设这种信息传播的时间为120s,即这批人的总的滞后时间为120+60=180秒;因为左右两侧为对称状态,所以在这里我们就计算一面的.一、三、四、五层的人员将通过火灾报警系统的警告而开始进行疏散,他们得到火灾信息的时间又比二层内的其他教室的人员晚了60秒.因此其总反应延迟为240秒.由于火灾发生在二楼,其对一层人员构成的危险相对较小,故下面重点讨论二,三,四,五楼的人员疏散.为了实际了解教学楼内人员行走的状况,本组专门进行了几次现场观察,具体记录了学生通过一些典型路段的时间。参考一些其它资料[1、2、3] ,提出人员疏散的主要参数可用图6 表示。在开始疏散时算起,某人在教室内的逗留时间视为其排队时间。人的行走速度应根据不同的人流密度选取。当人流密度大于1 人/ m2时,采用0. 6m/ s 的疏散速度,通过走廊所需时间为60s ,通过大厅所需时间为12s ;当人流密度小于1 人/m2 时,疏散速度取为1. 2m/ s ,通过走廊所需时间为30s ,通过大厅所需时间为6s。 图6 人员疏散的若干主要参数 Pauls[4]提出,下楼梯的人员流量f 与楼梯的有效宽度w 和使用楼梯的人数p 有关,其计算公式为: 式中,流量f 的单位为人/ s , w 的单位为mm。此公式的应用范围为0. 1 < p/ w < 0. 55 。 这样便可以通过流量和室内人数来计算出疏散所用时间。出口的有效宽度是从通道的实际宽度里减去其两侧边界层而得到的净宽度,通常通道一侧的边界层被设定为150mm。 3 结果与讨论 在整个疏散过程中会出现如下几种情况: (1) 起火教室的人员刚开始进行疏散时,人流密度比较小,疏散空间相对于正在进行疏散的人群来说是比较宽敞的,此时决定疏散的关键因素是疏散路径的长度。现将这种类型的疏散过程定义为是距离控制疏散过程; (2) 起火楼层中其它教室的人员可较快获得火灾信息,并决定进行疏散,他们的整个疏散过程可能会分成两个阶段来进行计算: 当f进入2层楼梯口流出2层楼梯口时, 这时的疏散就属于距离控制疏散过程;当f进入2层楼梯口> f流出2层楼梯口时, 二楼楼梯间的宽度便成为疏散过程中控制因素。现将这种过程定义为瓶颈控制疏散过程; (3) 三、四层人员开始疏散以后,可能会使三楼楼梯间和二楼楼梯间成为瓶颈控制疏散过程; (4) 一楼教室人员开始疏散时,可能引起一楼大厅出口的瓶颈控制疏散过程; (5) 在疏散后期,等待疏散的人员相对于疏散通道来说,将会满足距离控制疏散过程的条件,即又会出现距离控制疏散过程。 起火教室内的人员密度为100/ 125 = 人/m2 。然而教室里还有很多的桌椅,因此人员行动不是十分方便,参考表1 给出的数据,将室内人员的行走速度为 s。设教室的门宽为1. 80m。而在疏散过程中,这个宽度不可能完全利用,它的等效宽度,等于此宽度上减去0. 30m。则从教室中出来的人员流量f0为: f0=v0×s0×w0=××(人/ s) (3)式中, v0 和s0 分别为人员在教室中行走速度和人员密度, w0 为教室出口的有效宽度。按此速度计算,起火教室里的人员要在 内才能完全疏散完毕。 设人员按照 人/ s 的流量进入走廊。由于走廊里的人流密度不到1 人/ m2 ,因此采用1. 2m/s的速度进行计算。可得人员到达二楼楼梯口的时间为。在此阶段, 将要使用二楼楼梯的人数为100人。此时p/ w=100/1700= < 0. 1 , 因而不能使用公式2 来计算楼梯的流量。采用Fruin[5]提出的人均占用楼梯面积来计算通过楼梯的流量。根据进入楼梯间的人数,取楼梯中单位宽度的人流量为人 /(m. s) ,人的平均速度为0. 6m/ s ,则下一层楼的楼梯的时间为13s。这样从着火时刻算起,在第(60+)时,着火的15号教室人员疏散成功。以上这些数据都是在距离控制疏散过程范围之内得出的。 起火后120s ,起火楼层其它两个教室（即11和13号教室）里的人员开始疏散。在进入该层楼梯间之前,疏散的主要参数和起火教室中的人员的情况基本一致。在他们中有人到达二层楼梯口,起火教室里的人员已经全部撤离二楼大厅。因此,即将使用二楼楼梯间的人数p1 为: p1 = 100 ×2 = 200 (人) (4)此时f进入2层楼梯口>f流出2层楼梯口,从该时刻起,疏散过程由距离控制疏散过渡到由二楼楼梯间瓶颈控制疏散阶段。由于p/ w =200/1700= ,可以使用公式2 计算二楼楼梯口的疏散流量f1 , 即:?/P> f1 = (3400/ 8040) × 200 = 人/ s) (5) 式中的3400 为两个楼梯口的总有效宽度,单位是mm。而三、四层的人员在起火后180s 时才开始疏散。三层人员在(180+)时到达二层楼梯口,与此同时四层人员到达三层楼梯口,第五层到达第四层楼梯口。此时刻二层楼梯前尚等待疏散人员数p′1: p′1 = 200 - ( – ) × = (人) <0 (6) 所以，二层楼的人员已经全部到达一层此后,需要使用二层楼梯间的人数p2 : p2 = 100×3=300 (人) (7)相应此阶段通过二楼楼梯间的流量f 2 : f2 = (3400/8040) × 200 = (人/ s) (8) 这┤送ü楼楼梯的疏散时间t1 : t1 = 300÷ = 120 ( s) (9) 因为教学楼三、四、五层的结构相同，所以五层到四层，四层到三层和三层到二层所用的时间相等，因此人员的疏散在楼梯口不会出现瓶颈现象所以,通过二楼楼梯的总体疏散时间T : T = 120×3 = ( s) (10) 最终根据安全系数得出实际疏散时间为T实际: T实际 =×(～2)=～1293( s) （11）图7 二楼楼梯口流量随时间的变化曲线图 关于几点补充说明：以上是我们只对B座二楼的15号教室起火进行的假设分析和计算，此时当人员到达一楼即视为疏散成功。同理，当三楼起火的时候，人员到达二楼即视为疏散成功，四楼、五楼以此类推。因为1号教学楼A、B座结构的对称性所以楼层的其他教室起火与此是同一个道理。所以本文上述的分析与计算同时适用于A、B两座楼。另外当三层以上（包括三楼）起火的时候，便体现出C座二楼的作用。当B座的三楼起火的时候，B座二楼的人员肯定是在B座三楼人员后对起火做出应对反应，所以会出现当三楼人员疏散到二楼的时候，二楼的人员也开始疏散的情况，势必造成二楼楼梯口出现瓶颈现象。因为A、B座的三、四、五楼并没有连接，都是独立的结构，出现火灾不会直接从B座的三楼威胁到A座三楼及其他楼层人员的安全，所以为了避免上述二楼楼梯口出现瓶颈现象的发生，我们让二楼的所有人员向A座的二楼转移，这样就会让起火楼层的人员能够更快的疏散到安全区域。当B座的四、五楼起火的时候也同样让二楼的人员向A座的二楼转移，为二楼以上的人员疏散创造条件。同理，A座也是如此。 在对火灾假设分析和计算的时候，我们并没有对大教室的后门楼梯的疏散做出计算，由于1号教学楼的特殊性，A座的四楼和B座的五楼没有大教室，所以大教室的后门楼梯疏散人员的速度是很快的，不会在大教室后门的楼梯出现瓶颈现象。 关于1号教学楼的几个出口：u 大厅有一个大门u A座一楼靠近正厅有一个门u A座大教室旁边有一个门u B座中教室靠近大厅正门侧面的窗户可以作为一个应急出口u A、B座的底层都有一个地下室（当烟气蔓延太快来不及疏散，受烟气威胁的时候可以作为一个逃生去向）u A、B座大教室各有一个后门 合计： 8个出口致校领导的一封信尊敬的校领导，你们好。针对我校1号教学楼，我们数学建模小组通过实际测量、建立模型、模型分析，得出如下结论：一旦1号教学楼发生火灾，人员有可能不能全部安全疏散。以上的分析是按一种很理想的条件进行的,并没有进行任何修正。实际上人在火灾中的行为是很复杂的,尤其是没有经过火灾安全训练的人,可能会出现盲目乱跑、逆向行走等现象,而这也会延长总的疏散时间。 该模型在现阶段是一个人员疏散分析模型的基础,目前属于理论上的模型,以上的计算结果都是通过手算或文曲星计算得到的。模型中的人员行走速度是通过多次观察该教学楼内下课时人员的行走速度和参照Fru2in 给出的疏散时人员行走速度、NFPA 中给出的人员行走速度以及目前人员疏散模型中通用的计算速度等修正而得到的,具有较为广泛的通用性。而预测的疏散时间是根据建筑物的结构特点和人员行走速度而得到的,在计算疏散所用时间的时候在剔除疏散前人员的滞后时间(或称预移动时间) 外,所得到的时间是合理的。对于疏散前人员的滞后时间,参考T. J . Shields 等试验结论:75 %人员在听到火灾警报后的15～40 s 才开始移动,而整个疏散所用的时间为 s。在该例中起火教室的反应滞后时间为60 s ,这是从开始着火时刻算起的。预移动时间与不同类型的建筑物、建筑物中人员的自身特点和建筑物中的报警系统有着很大的关系,它是一个很不确定的数值。本文中所用的预移动时间不到整个疏散过程中所用的时间的 10 %。二楼楼梯口流量随时间的变化曲线如图7所示。由上可知,二层以上的所有人通过二楼楼梯所需的时间为 s ,这比前面设定的可用安全疏散时间要长,因而不能保证有关人员全部安全疏散出去。楼梯的宽度和大厅的正门显然是制约人员疏散的一个瓶颈。造成这种情况的基本原因是该教学楼的疏散通道安排不当，楼梯通道的宽度不够,对此可以适当增大楼梯的总宽度；或者在教学楼的每个分支上再修一个楼梯,则人员的疏散会更加的畅通；最好是分别在A座和B座新建一个象正门一样的出口，这样将大大的缓解了大厅正门疏散人员的压力，不至于造成大厅人员堵塞而影响楼上人员的疏散。另一方面，学校还应多增加一些消防设施，每个教室都该配备灭火器；学校还应加强学生消防意识的培养和教育，形式可以多样化、新颖化，比如做报告，上实践课，做消防演习等等。让他们了解一些消防逃生的常识，学会一些消防器材的使用，并让他们对自己所使用的教学楼有充分发认识和了解，一旦发生火灾好知道采取何种疏散方法才能在最短的时间内到达安全区域。如果学校经费有限，也可以不花一分钱就可以消除这个消防隐患，就是合理安排上课的教室，避免每个楼层的所有教室都被用于上课。每层至少可以空出几个，这样就会大大的缓解人员疏散不利带来的危险。但是这样也有弊端，就是没有充分利用教室的使用价值，浪费资源。

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