飞机紧急着陆后，必须迅速撤离。通常情况下，会设定一个最长时限，该时限与机上乘客人数、时间（白天/夜晚）或无法使用的紧急出口数量无关。为了制定高效疏散的策略和协议，必须明确飞机的所有特征，分析可能出现的多种情况，对乘客的行为进行全面研究，并考虑可能影响疏散时间的外部因素。如今，有了灵活且功能强大的面向对象仿真工具，可以创建逼真的模型，通过研究不同的场景来评估疏散策略。在此背景下，本文提出了一个模型，用于分析空客 380 客机疏散的现实场景，疏散必须在 90 秒内完成。
统计数据显示，乘坐飞机是最安全的交通方式之一。然而，可能会出现一些危险情况，如偏离轨道、紧急着陆、恐怖威胁或故障，需要紧急疏散。危险可能来自撞击、火灾、烟雾、有毒气体或爆炸。指挥官负责启动紧急疏散，努力确保所有人员的安全。在疏散过程中，风险会随着时间的流逝而增加，因此必须尽量缩短疏散时间。
事实证明，高效的紧急疏散程序能够大幅减少飞机事故中的遇难者人数。因此，航空控制中心（ACC）认为，这些程序和正确应用这些程序的能力对航空安全极为重要。为了获得飞机型号的认证，制造商必须按照所在州的适航规范进行紧急疏散演示。该州的 ACC 负责颁发该证书。演示分析如下：
欧洲航空安全局（EASA）大型飞机认证规范 CS-25（第 4 次修订--第 28.803 条）和美国运输部联邦航空管理局联邦法规第 14 篇航空与航天第一章中概述了飞机的疏散规范。考虑到飞机可能着火，每个机组人员和乘客区域都需要足够的应急元素，以便在紧急着陆时，无论是否打开起落架，都能快速撤离。对于载客量超过 44 人的飞机，需要确保在紧急情况下，包括机组人员在内的最多人数能在 90 秒内撤离。除非该机构找到了能提供同等数据的分析和测试组合，否则必须使用 CS-25 附录 J 中所示的测试标准，通过实际模拟来证明符合这一要求。
本文介绍了一个简单而现实的疏散策略评估模型。该模型采用了法国航空公司 A-380 飞机的特性。通过该模型，可以研究乘客的流动情况，并发现由于乘客聚集在靠近紧急出口的区域而造成的潜在瓶颈。本文设计了一组实验，以分析占用程度和无法使用的舱门比例如何影响疏散程序的时间。本文的结构如下。第 2 节介绍相关工作。随后，第 3 节定义了应急程序。第 4 节介绍仿真模型，讨论假设和实施细节。第 5 节解释了所进行的实验，并分析了获得的结果。最后，第 6 节介绍了一些结论和未来的研究方向。
有一些研究分析了客舱的风险因素。例如，Hsu 和 Liu（2012）讨论了与其结构相关的风险因素。Chang 和 Yang（2011）分析了乘客在真实事故中对安全的感知。从这些研究中可以得出结论，程序和机组人员的协助都是飞机疏散过程中的关键因素。Chang（2012）比较了行动不便的乘客和普通乘客在事故中的安全性。前者在撤离过程中依赖随行人员或机组人员的协助，由于行动不便，在紧急情况发生时受伤的几率更大（美国运输部，2009 年；美国运输部，2003 年）。
紧急情况是在短时间内集中发生的一系列不利事件，可能会给乘客带来焦虑和压力。在分析疏散过程时必须考虑到这些因素，因为相关的不确定性可能会极大地改变结果。事实上，乘客行为建模往往是一项极其困难的任务，因为它受到社会心理和物理因素的复杂混合影响（Poudel 等人，2005 年）。在行人和疏散领域，Helbing 等人（2002 年）对正常情况和恐慌情况的模拟进行了比较。作者根据交互式行人动力学的广义力模型，提出了类似分子动力学的微观模拟。根据他们的研究，恐慌情况下的 "紧张 "会显著影响波动强度、期望速度和群聚趋势。此外，他们还考虑了 "加热冻结"、"越快越慢 "等矛盾效应以及对可用出口的无知。Poudel 等人（2005 年）讨论了飞机疏散建模的必要性，因为真实演示存在固有的局限性（例如，既没有火也没有烟，儿童和残疾乘客通常不会参与）。他们认为，"真实 "疏散可能会变得非常无序，人们会争相通过出口。作者提出了一种基于模糊逻辑的方法，该方法考虑了行为参数，如情况感知能力、身体状况、对新情况的平均反应时间、个人自由撤离速度和群体联系。Sharma 等人（2008 年）也分析了飞机疏散中的人类行为。他们将社会力量模型和几何模型相结合，并结合模糊逻辑来考虑恐慌和压力等因素的影响。
Chang 和 Yang（2011 年）从航空事故中乘客的紧急疏散经验出发，分析了乘客对客舱安全的看法。数据是通过对华夏航空公司的乘客进行问卷调查和深度访谈获得的。作者得出结论，乘客需要更多关于使用应急设备和相关规程的指导。此外，研究还证明机组人员的协助和应急程序对于正确疏散至关重要。在 Liao (2014)一文中，台湾爱丽舍大学旅游系介绍了一项研究，旨在评估小学儿童所接受的与飞机安全相关的教育。教育计划是根据机舱内的安全说明设计的。孩子们在课程前后完成了一项调查。作者得出结论，有必要对儿童进行培训，以解释在发生空难时我们应该 "做什么"、"什么时候"、"怎么做 "和 "为什么"。电视和互联网是向儿童（和普通人）宣传客舱安全的相关资源，但由教员向学生讲授这些主题可能更为有效。结果表明，无论儿童就读于哪所学校、身处何地以及是否有航空旅行经验，该计划都有助于提高儿童的知识水平和态度。由于乘坐飞机旅行的人数不断增加，机舱安全教育变得越来越重要。此外，独自旅行的儿童人数也呈上升趋势。事实上，人们已经从学术和实践两个角度讨论了机舱安全教育的必要性（Chang 和 Liao，2008 年；Muir 和 Thomas，2004 年）。然而，目前制定的培训计划还很少。有必要制定完整的教育计划，因为它们可以提高生存的可能性。
绝大多数紧急情况都发生在起飞和/或着陆阶段，事先没有任何通知。这些紧急情况往往来得突然且出乎意料，机组人员和乘客几乎没有反应的余地。
紧急着陆可能由多种因素造成。这些因素可能是外部的，如恶劣的天气条件，也可能是内部的，如一个发动机的动力故障或飞机的技术故障。在这种情况下，指挥员会以最快的速度将信息传递给机舱负责人，以便将信息传递给机舱内的其他机组人员和乘客。随后，机组人员按照特定的顺序，按照相应的规程做好紧急着陆的准备，这些规程详列在通常称为 "检查单 "的清单中。
紧急迫降可能是预防性的，不需要紧急疏散。这取决于指挥官的标准，他要评估情况对乘客和机组人员的危险性。在意外紧急降落时，没有时间做出反应。当飞机遇到 "真正的"（即非计划内的）紧急情况时，需要尽快着陆。飞行员和机组人员的反应时间很短，必须迅速通知乘客。
客舱乘务员必须时刻准备在紧急情况下撤离飞机，并对烟雾、火灾、火花或异常噪音等任何危险迹象保持警惕。撤离行动分为两种(i) 有计划的，即有足够的时间通知乘客和机组人员；(ii) 意外的，即另一种情况。图 1 显示了 A-380 飞机的安全信息程序。
如前所述，模型以法国航空公司的 A-380 飞机为基础。飞机有两层甲板，其结构如图 2 所示。主甲板由分布在多个空间的 354 个座位、右侧 5 个紧急出口和左侧 5 个紧急出口以及 10 个紧急坡道（每个出口一个）组成。上层有 168 个座位，右侧有 3 个紧急出口，左侧有 3 个紧急出口，还有 6 个紧急坡道。
根据这一结构，模型模拟了不同的区域，如图 3 所示。
主甲板由以下部分组成
P → 旅行舱："首映"（10 个座位）
E0 → 旅行舱："加座"（4 个座位）
E1 → 旅行舱位："经济舱 1"（144 个座位）
E2 → 旅行舱位："经济舱 2"（122 个座位）
E3 → 旅行舱位："经济舱 3"（74 个座位）
上层由以下部分组成
B1 → 旅行舱："商务 1"（30 个座位）
B2 → 旅行舱："商务 2"（54 个座位）
PE → 旅行舱："高级经济舱"（38 个座位）
E4 → 旅行舱位："经济舱 4"（46 个座位）
图 4 和图 5 分别详细介绍了上层甲板和主甲板在模型中引入的措施。图 6 显示了从飞机前部到每个出口的距离。考虑到这些措施，飞机客舱内的座位分布以及乘客前往紧急出口的路线都得到了考虑。
为了完成模型的描述，我们做了如下假设(i) 每组座位之间的距离由座位长度决定；(ii) 通往紧急出口的路径定义了乘客所遵循的路线；(iii) 走道的长度根据图 6 中的信息近似计算。仿真模型由 SIMIO c 实现。图中的线条连接了模型的不同元素，定义了乘客离开飞机的路线。三维表示法（图 8）用于验证和更好地理解模型，检查乘客所走的路线是否符合预期。
空客 380 的疏散是一项紧急策略，必须确保 500 多名乘客尽快离开。制造商设计了两种独立的疏散策略，每层一个，避免使用内部楼梯。一些专家会批评这种策略，因为它没有考虑到乘客从高处跳过紧急滑道或滑梯时所产生的恐惧。因此，他们建议将两个厂房的疏散策略结合起来。在这种情况下，相差的距离相对较小，只有 20 米。该模型考虑了五种行动，并为每种行动定义了概率分布。这些信息详见表 1。
由于无法找到特定机型的详细疏散数据，验证过程依赖于专家对模型和 Simio 生成的视频进行分析。随后，我们定义了一组场景来分析疏散策略。表 2 介绍了根据占用程度设计的三种情景。每个场景重复 50 次。
为了总结实验结果，存储了以下指标：平均疏散时间、第一个和最后一个离开飞机的乘客的疏散时间。通过计算平均值对所有重复获得的值进行汇总。表 3 显示了在所有舱门都打开的情况下的结果，而表 4 则考虑了只有一半舱门打开的情况。图 9 显示了每种情况下完整疏散时间的方框图。所有分布都是对称的，并且具有相对相似的可变性。由此可以得出结论，占用率和不工作的门比例对疏散时间都有显著影响。
商用飞机的紧急疏散是一个非常复杂的过程，乘客应在可控的情况下尽快离开飞机。根据文献，这一过程可能会产生高度混乱、压力、紧张等情况。因此，需要客舱乘务员的有效协调，以及完整和精心设计的疏散计划，优先考虑乘客和客舱乘务员的安全。在对一架可容纳 500 多名乘客的大型飞机进行疏散研究后，可以说在 90 秒内完成疏散具有挑战性，因为各种因素可能会增加预期时间和可变性。
这项工作提出了一个仿真模型，其主要目标是以图形方式再现空中客车 A-380 的疏散过程。这样就可以分析乘客在飞机内的行为，并对商业航班上可能发生的不同情况进行比较。正如预期的那样，事实证明，占用率的高低对疏散所需的时间有很大影响。同样，减少紧急出口的数量也会增加预期时间和可变性。利用适当的可视化工具分析模型的执行情况有助于检查不同甲板的乘客离开飞机所需的时间是否有显著差异。这可能有助于改进疏散计划的设计。最后但并非最不重要的一点是，图形化三维表示法可能对疏散程序和协议的教学以及新替代方案的评估特别有用。
未来的研究方向包括(i) 分析具有不同特征的乘客，如儿童、老年人或行动不便的乘客；(ii) 采用经验概率分布进行模拟；(iii) 比较不同的疏散策略（如结合两层甲板的疏散策略）和更广泛的情景；以及 (iv) 设计更复杂的模型，包括与飞机设计相关的决策，如紧急舱门的位置。
这项工作得到了西班牙经济与竞争力部和 FEDER（TRA2013-48180-C3-P 和 TRA2015-71883-REDT）以及 Erasmus+ 计划（2016-1- ES01-KA108-023465）的部分支持。我们还要感谢西班牙阿尔及尔大学博士项目的支持。