基于BIM和优化蚁群算法的建筑消防疏散路径规划
发布时间：2021-05-15 19:56
随着城市建筑水平的提高,建筑的复杂性和密集性都发生了质的飞跃,同时也给建筑的消防安全疏散带来了新的挑战。在火灾发生时,如何在结构复杂的建筑中进行安全有效的人员疏散是消防安全的重要问题。本文采用BIM技术建立建筑三维信息模型作为火灾模拟场景,利用优化的蚁群算法进行疏散最优路径的计算,最后通过Revit二次开发技术和WebGL技术实现疏散路径的可视化显示。本文的主要研究工作如下:（1）构建了基于BIM模型的建筑火灾烟气监测模型。对建筑火灾环境中影响人员疏散的主观和客观因素进行了分析,确定影响人员疏散效率的关键因素。并以建筑实体的BIM模型为火灾模拟场景,利用Pyrosim火灾动态仿真软件建立火场温度和烟气浓度的监测模型。从火场温度、CO气体浓度和烟气能见度三个方面进行了数值模拟分析,为疏散最优路径规划方案的制定提供了理论依据和数据基础。（2）研究了基于改进蚁群算法的疏散路径寻优方法。综合考虑火场动态参数对疏散的影响,提出当量长度的概念来代替传统蚁群算法中的几何长度,作为启发函数。采用动态调整信息素挥发因子,对信息素更新策略进行优化,提高了算法的全局搜索能力和计算效率。改进后的算法有效地克服...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 建筑火灾中人员应急疏散的研究现状
1.2.2 BIM技术应用于火灾消防疏散的研究现状
1.2.3 疏散路径规划中智能优化算法的研究现状
1.2.4 国内外研究现状评述
1.3 本文的研究内容及组织框架
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本文组织结构
1.5 本章小结
2 建筑火灾和消防疏散的理论分析
2.1 建筑火灾消防疏散的特点和基本理论
2.1.1 建筑火灾的特点
2.1.2 当前建筑消防疏散存在的问题
2.2 火灾人员安全疏散的基本理论
2.2.1 人员特征对疏散的影响
2.2.2 火灾产物对人员疏散的影响
2.2.3 建筑空间结构对人员疏散的影响
2.2.4 人员安全疏散评价指标
2.2.5 蚁群算法在疏散路径规划中的应用分析
2.3 BIM技术在建筑消防疏散中的应用
2.3.1 BIM技术简介
2.3.2 BIM技术在消防疏散中的应用优势
2.4 本章小结
3 基于BIM的建筑火灾烟气监测模型
3.1 建筑信息模型的建立
3.1.1 建筑三维模型的搭建
3.2 火灾烟气监测模型的建立
3.2.1 Pyrosim软件简介
3.2.2 基于Pyrosim的火灾烟气数值模拟
3.3 火灾烟气模拟结果分析
3.4 火灾产物对人员疏散的量化分析
3.5 本章小结
4 基于蚁群算法的安全疏散路径规划
4.1 蚁群算法
4.1.1 蚁群算法基本原理
4.1.2 蚁群算法的优缺点
4.2 改进蚁群算法的疏散路径规划
4.2.1 蚁群算法的改进思路
4.2.2 建筑环境模型的建立
4.2.3 启发函数策略优化
4.2.4 信息素函数更新策略优化
4.3 改进蚁群算法的疏散路径寻优实现流程
4.4 火灾环境下疏散路径规划
4.4.1 实例条件的参数优化和初始化设置
4.4.2 实例分析及疏散方案优化
4.5 本章小结
5 基于BIM技术的疏散路径可视化实现
5.1 建筑消防疏散管理系统的建立
5.1.1 Web GL技术和Revit二次开发
5.1.2 建筑信息模型的三维重建
5.1.3 建筑消防疏散管理系统的建立
5.2 基于BIM技术的建筑消防疏散管理系统
5.2.1 建筑消防系统的数据信息采集
5.2.2 建筑消防系统的疏散路径规划
5.3 疏散路径规划的可视化实现
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：3188242
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 建筑火灾中人员应急疏散的研究现状
1.2.2 BIM技术应用于火灾消防疏散的研究现状
1.2.3 疏散路径规划中智能优化算法的研究现状
1.2.4 国内外研究现状评述
1.3 本文的研究内容及组织框架
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本文组织结构
1.5 本章小结
2 建筑火灾和消防疏散的理论分析
2.1 建筑火灾消防疏散的特点和基本理论
2.1.1 建筑火灾的特点
2.1.2 当前建筑消防疏散存在的问题
2.2 火灾人员安全疏散的基本理论
2.2.1 人员特征对疏散的影响
2.2.2 火灾产物对人员疏散的影响
2.2.3 建筑空间结构对人员疏散的影响
2.2.4 人员安全疏散评价指标
2.2.5 蚁群算法在疏散路径规划中的应用分析
2.3 BIM技术在建筑消防疏散中的应用
2.3.1 BIM技术简介
2.3.2 BIM技术在消防疏散中的应用优势
2.4 本章小结
3 基于BIM的建筑火灾烟气监测模型
3.1 建筑信息模型的建立
3.1.1 建筑三维模型的搭建
3.2 火灾烟气监测模型的建立
3.2.1 Pyrosim软件简介
3.2.2 基于Pyrosim的火灾烟气数值模拟
3.3 火灾烟气模拟结果分析
3.4 火灾产物对人员疏散的量化分析
3.5 本章小结
4 基于蚁群算法的安全疏散路径规划
4.1 蚁群算法
4.1.1 蚁群算法基本原理
4.1.2 蚁群算法的优缺点
4.2 改进蚁群算法的疏散路径规划
4.2.1 蚁群算法的改进思路
4.2.2 建筑环境模型的建立
4.2.3 启发函数策略优化
4.2.4 信息素函数更新策略优化
4.3 改进蚁群算法的疏散路径寻优实现流程
4.4 火灾环境下疏散路径规划
4.4.1 实例条件的参数优化和初始化设置
4.4.2 实例分析及疏散方案优化
4.5 本章小结
5 基于BIM技术的疏散路径可视化实现
5.1 建筑消防疏散管理系统的建立
5.1.1 Web GL技术和Revit二次开发
5.1.2 建筑信息模型的三维重建
5.1.3 建筑消防疏散管理系统的建立
5.2 基于BIM技术的建筑消防疏散管理系统
5.2.1 建筑消防系统的数据信息采集
5.2.2 建筑消防系统的疏散路径规划
5.3 疏散路径规划的可视化实现
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：3188242
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3188242.html
