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考虑人员疏散不确定性的离散模型研究

作　者: 张俊
导　师: 宋卫国；周建军
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 人员疏散不确定性离散模型多格子模型预动作时间
分类号: TU242
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 312次
引　用: 5次
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内容摘要

随着社会经济的发展和建筑技术的进步,多种多样超高、超大建筑和特殊功能的建筑不断出现,为大规模人群的形成创造了条件。在火灾、地震等突发性紧急情况下,如何防止人员踩踏等群死群伤事件的发生,保障人员的安全疏散,已成当前公共安全研究的重要内容。探究人群疏散动力学特征和规律,可以为建筑设计和疏散策略的制定提供指导和依据,具有重要的现实意义。由于实验数据的缺乏和实验精确性的不足,通常采用计算机模拟的方法开展人员疏散研究。目前大多数模型主要致力于人员行为和疏散时间的研究,较少考虑疏散过程本身的复杂性和不确定性对疏散结果的影响。针对这一情况,本文确定了建立疏散模型时应该考虑的主要不确定性因素,通过建立疏散模型,重点研究了人数分布的不确定性和人员预动作时间不确定性对疏散结果的影响。基于普通的格子气模型和平均场(mean-field)模型,建立了一种考虑人数分布的人员疏散模型。模型引入概率统计的概念,可通过单次模拟得到一定置信水平下疏散人数和时间的定量关系,在模拟人数不定区域的疏散时其计算效率比普通格子气模型要高。为了研究多障碍物空间的疏散,建立了一种考虑预动作时间分布和行人速度变化的多格子模型。通过开展疏散实验,对模型的适用性进行了验证,结果表明,多格子模型可以较好的重现实验中出现的人员多速度、错位排列、出口独占等疏散动力学现象;人员的预动作时间符合一种截断的对数正态分布,预动作时间对总的疏散时间及其整个疏散过程的影响都非常明显,预动作时间分布及人员行为的协调性会引起疏散结果的不确定性。本文建立的考虑两种不确定性因素的人员疏散模型,可望作为人员疏散不确定性研究的框架模型,其模拟结果对于提高人员安全疏散设计和评估结果可信度具有一定的实用意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章引言  9-21
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 研究现状  10-19
    1.2.1 疏散中人员行为规律的研究  10-12
    1.2.2 人员疏散时间计算的经验公式  12-14
    1.2.3 疏散模型研究  14-19
  1.3 本文的研究目标、内容和方法  19
  1.4 论文章节安排  19-21
第2章人员疏散不确定性分析  21-29
  2.1 探测报警时间的不确定性  21-22
  2.2 人员预动作时间的不确定性  22-23
  2.3 人员疏散运动时间的不确定性  23-27
    2.3.1 人数分布和位置分布的不确定性  24
    2.3.2 人员个体特征的不确定性  24-25
    2.3.3 环境因素的不确定性  25-26
    2.3.4 心理及社会因素的不确定性  26-27
  2.4 本章小结  27-29
第3章考虑人数分布的人员疏散模型  29-39
  3.1 引言  29-30
  3.2 模型  30-34
  3.3 模拟结果及其分析  34-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章考虑预动作时间分布的人员疏散模型  39-54
  4.1 引言  39-40
  4.2 实验分析  40-43
  4.3 模型及模拟  43-47
    4.3.1 基本规则  44
    4.3.2 更新算法  44-45
    4.3.3 模拟  45-47
  4.4 结果分析  47-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章结论与展望  54-57
  5.1 论文结论  54-55
  5.2 论文创新点  55-56
  5.3 进一步工作展望  56-57
参考文献  57-64
致谢  64-66
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果  66

考虑人员疏散不确定性的离散模型研究

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