不可视环境下校园典型区域应急疏散实验及仿真研究

发布时间：2020-03-26 16:41

【摘要】：随着中国经济迅速发展,城市化进程加快,高层建筑迅速涌现。在遇到火灾、爆炸、毒气泄露等突发事件时,大型商场、写字楼、教学楼等人口密集区将面临着巨大的人员伤亡和财产损失。当突发事件导致建筑大规模断电时,会造成疏散通道光线急剧下降,视觉上的障碍会进一步加重人员恐慌和踩踏等危险性,加深事故的严重性。因此,开展不可视环境下高层建筑人员应急疏散实验及仿真研究具有重要现实意义。本文开展不可视环境下校园建筑典型区域的应急疏散实验,通过摄像机记录行人疏散过程,并利用视频处理方法提取视频中行人的轨迹,获得行人的速度、密度和流量等特征参数,最后通过改进的3D社会力模型对校园建筑简单场景和复杂场景的疏散过程进行模拟仿真,研究不同因素对人员疏散效率的影响。本文的主要研究内容如下:(1)设计并开展正常和不可视两种环境下校园典型区域(教室、走廊和楼梯)行人应急疏散对比实验。对疏散过程中人员的典型行为和疏散时间、速度、密度等特征参数进行分析对比。结果表明:在正常疏散过程中行人的疏散时间短且分布的相对集中,而在不可视疏散条件下,行人疏散时间长且分布分散;在不可视情况下,人员在几乎无障碍物的走廊区域疏散速度最大,其次是在有桌椅阻挡的教室区域,而在三维楼梯区域,由于担心踏空摔倒,疏散速度最小;在不可视情况下,人员的疏散路径与正常情况下相差较大,由于人员会更多地借助课桌或墙壁等。(2)提出改进的3D社会力模型。对不可视环境校园典型区域(教室、走廊和楼梯)简单场景进行整体模拟仿真,分析整体疏散中疏散人数、房间门宽、走廊宽和楼梯宽对疏散效率影响。结果表明:在不可视疏散过程中,拥挤主要出现在相邻两个场景之间的过渡区域以及教室内水平和垂直通道交叉的T型区域;减少疏散人数以及增加教室门宽能显著提升疏散效率,但增加走廊和楼梯宽度反而可能降低疏散效率。(3)进行了不可视环境下单层双教室、单层多教室以及多层多教室等复杂情况下的人员疏散模拟仿真研究,分析同时改变双参数对整体疏散效率的影响。结果表明:从单层双教室疏散时,对人员疏散效率影响因素按重要程度排序依次为楼梯宽,教室门宽,走廊宽;从单层多教室疏散时,对人员疏散效率影响因素按重要程度排序依次为教室门宽,楼梯宽,走廊宽;从多层多教室疏散时,对人员疏散效率影响因素按重要程度排序依次为走廊宽,楼梯宽,教室门宽。
【图文】：

技术路线图,典型区域,视环境,应急疏散

图１－１技术路线图逡逑１．４论文创新点逡逑本文对不可视环境下校园典型区域人员应急疏散行为的实验和仿真研宄，我逡逑们主要在教室、走廊、楼梯这三个建筑典型区域开展不可视情况下的行人应急疏逡逑散实验，通过摄像机记录实验过程，利用Ｍｅａｎ－Ｓｈｉｆｔ等算法对实验视频进行目逡逑标识别和轨迹提取，并从视频中观察行人的一些典型行为特征，从提取的轨迹中逡逑基于Ｖｏｒｏｎｏｉ方法得到行人速度、密度、流量等特征参数，用社会力模型对不可逡逑１２逡逑

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行人的结伴疏散体现了行人个体在应急疏散过程中对外界信息反映的协同逡逑性。在不可视环境下，发生火灾、地震等突发事件视，此时行人因内心对外界的逡逑恐惧，会产生结伴行为。如图２－１所示，在建筑物应急疏散过程中，行人流中主逡逑要是以２－３人结伴为主，独自行走的行人大约占３０％。结伴行走的行人行走状态逡逑比较稳定，，不易发生变化，这种结伴行为有利于提高行人内心的安全感，进而提逡逑高行人的疏散效率。逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：D63;G647

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