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基于GIS的建筑火灾中人员疏散仿真模型研究

作　者: 张旸
导　师: 付永胜; 陈俊敏
学　校: 西南交通大学
专　业: 消防工程
关键词: GIS 建筑火灾人员疏散模拟元胞自动机
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 202次
引　用: 1次
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内容摘要

随着计算机技术的不断发展,人员疏散仿真研究也有了更高的发展空间。对建筑火灾进行计算机模拟可以极大的缓解进行火灾科学实验消耗的大量人力、物力财力。目前,人员疏散仿真研究已经成为建筑火灾中人员安全疏散研究的必然趋势。通过对国内外人员疏散研究成果的相关分析,本研究将GIS技术引入火灾科学中的小尺度问题一一人员安全疏散问题,并且找出将GIS系统应用在人员疏散仿真模拟中所需的技术方法。以此为目标进行了以下几个方面的研究：(1)在GIS平台中,建筑平面栅格模型的生成及其2维可视化。(2)人员模型在GIS平台中的生成及其表述方法。(3)研究人员疏散行为的合理决策机制,确定模型的时间离散参量、空间离散参量,以及人员疏散的算法流程,最终实现人员安全疏散策略。在Visual Studio2008的编程环境下,本程序需使用C#.NET类开发编程语言,利用ArcGIS Engine9.3对GIS内包含的模块进行功能扩展与二次开发,再利用面像对象数据库Geodatabase对拟开发程序中的数据进行储存提取。结合基于元胞自动机与场理论的人员疏散行为模型,建立了基于GIS的人员疏散仿真系统。本文运用该系统模拟不同走廊宽度的人员疏散,并且将模拟结果与疏散软件FDS+Evac的模拟结果进行对比分析。结果表明,本系统能够比较真实的反映人员疏散过程,疏散时间的计算结果也与FDS+Evac软件的计算结果较为吻合。上述实验证明了将GIS技术应用到人员疏散程序中是可行的。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-19
  1.1 火灾危害及建筑火灾特点  10-11
    1.1.1 火灾及其危害  10
    1.1.2 建筑火灾的人员疏散影响因素  10-11
  1.2 国内外相关研究概述  11-16
    1.2.1 国内外疏散模型相关研究概述  11-15
    1.2.2 基于GIS的疏散系统国内外研究现状  15-16
  1.3 本论文的目的与意义  16
  1.4 论文的研究内容结构框架及技术路线  16-18
  1.5 本章小结  18-19
第2章基于GIS技术的建筑空间分析与表现  19-24
  2.1 GIS概述  19-20
    2.1.1 地理信息系统概述  19
    2.1.2 空间分析  19-20
  2.2 建筑几何模型的选取及生成  20-22
    2.2.1 建筑几何模型的选取  20-21
    2.2.2 基于GIS的建筑空间生成  21-22
  2.3 基于GIS的2维可视化  22
  2.4 基于Geodatabase的数据存储  22
  2.5 本章小结  22-24
第3章基于元胞自动机的人员疏散行为模型  24-30
  3.1 元胞自动机基本特征  24
  3.2 对建筑空间栅格大小的确定  24-26
  3.3 时间步的设定  26-27
  3.4 人员疏散的模型的建立  27-28
    3.4.1 人员疏散行为局部规则  27-28
    3.4.2 模型的建立  28
  3.5 本章小结  28-30
第4章基于GIS人员疏散仿真系统的建立  30-36
  4.1 系统开发环境  30
  4.2 系统的设计界面与开发  30-35
  4.3 本章小结  35-36
第5章实际应用  36-44
  5.1 走廊走道及其出口宽度对人员疏散效率的影响  36-41
  5.2 基于GIS的人员疏散系统与FDS+Evac的模拟比较  41-43
  5.3 本章小结  43-44
结论与展望  44-47
  结论及研究成果  44-45
  研究展望  45-47
致谢  47-48
参考文献  48-52
攻读硕士学位期间发表的论文  52

基于GIS的建筑火灾中人员疏散仿真模型研究

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