地铁站智能疏散照明指示系统的研究

发布时间：2017-08-29 06:07

  本文关键词：地铁站智能疏散照明指示系统的研究

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【摘要】：由于地铁比地面交通更具便捷性,地铁逐渐成为了当下最受欢迎的交通工具之一。在越来越多的人选择地铁出行的同时,随之而来的就是地铁站人员的拥堵和人员的安全等问题。因地铁及地铁车站深处地下、结构复杂、没有自然光摄入以及人员密度大等特点,一旦发生火灾等突发事件,将会给应急救援带来极大困难,以致造成人员伤亡和经济损失。疏散照明指示系统作为地铁车站应急疏散系统的重要组成部分,其作用是在发生危险事件时引导人员安全、快速、有序的撤离现场。本文为了进一步探究地铁车站人员的安全疏散问题,在原有疏散系统的基础上,对地铁车站智能疏散照明指示系统做了更深入的研究。本文以地铁车站为应用背景,主要从以下四个方面做了研究:第一,对地铁车站人员的应急疏散过程进行了分析和研究,提出了一种地铁站的动态疏散照明系统设计方案。第二,深入分析了最优路径问题,并通过建立一种适用于地铁多因数变化对路径规划算法权值影响关系的模型来对Dijkstra算法进行了改进,设计出了一种基于Dijkstra算法并适用于地铁站人员应急疏散的动态路径优化算法,同时还以西安某地铁车站为实例进行了实验仿真和分析。第三,针对地铁车站中智能疏散照明指示系统的引导作用进行了研究,利用元胞自动机原理,建立了地铁车站疏散模型,并结合具体地铁车站实例,探讨了疏散照明指示在人员疏散过程中的引导作用并得到了相关结论。第四,针对动态路径优化算法和地铁车站特点,设计了基于STM32处理器为核心的智能疏散照明控制器;系统包括了传感器检测模块,CAN总线通信模块、中央处理器模块、疏散指示模块等,最后搭建了硬件实验平台,并结合动态路径优化算法对控制器进行了软件调试及实现。
【关键词】：地铁站 智能疏散照明指示系统 动态路径优化算法 引导作用 STM32
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U231.91;U298
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 论文研究目的12
• 1.4 论文研究内容及方法12-14
• 1.4.1 研究内容12-13
• 1.4.2 研究方法13-14
• 1.5 小结14-15
• 2 地铁站人员应急疏散方案研究15-23
• 2.1 人员疏散的主要影响因素15-17
• 2.1.1 环境因素15-16
• 2.1.2 人员心理因素16-17
• 2.1.3 人员生理因素17
• 2.2 地铁站布局特点和人员安全疏散准则17-20
• 2.2.1 地铁站建筑布局和功能特点17-19
• 2.2.2 地铁站人员安全疏散准则19-20
• 2.3 地铁站疏散照明系统设计20-22
• 2.3.1 灯光疏散指示系统20-21
• 2.3.2 动态疏散设计方案21-22
• 2.4 小结22-23
• 3 动态疏散路径最优化研究23-33
• 3.1 最优路径问题23-24
• 3.2 Dijkstra算法24-26
• 3.2.1 基本定义24
• 3.2.2 原理及操作过程24-26
• 3.3 动态疏散路径优化的Dijkstra算法设计26-31
• 3.3.1 动态权值模型的建立26-28
• 3.3.2 动态路径算法的设计28-29
• 3.3.3 仿真及分析29-31
• 3.4 小结31-33
• 4 地铁站疏散照明指示系统的引导作用研究33-45
• 4.1 元胞自动机模型33-34
• 4.1.1 模型简述33
• 4.1.2 模型数学描述33-34
• 4.2 地铁站疏散模型的建立34-39
• 4.2.1 疏散空间虚拟化34-35
• 4.2.2 人员疏散路径的选择35-37
• 4.2.3 疏散照明指示灯引入分析37-38
• 4.2.4 人员疏散的基本假定38
• 4.2.5 人员疏散模型模拟流程38-39
• 4.3 典型案例分析39-43
• 4.3.1 地铁车站简介39
• 4.3.2 地铁站人员疏散模拟及分析39-43
• 4.4 小结43-45
• 5 智能疏散照明指示系统控制器的设计45-69
• 5.1 控制器总体设计45-46
• 5.2 主要器件选型46-49
• 5.2.1 STM32微处理器概述46-47
• 5.2.2 传感器介绍及选型47-49
• 5.3 CAN总线技术49-51
• 5.3.1 CAN总线概述49
• 5.3.2 CAN总线通信协议49-50
• 5.3.3CAN报文帧结构50-51
• 5.4 控制器硬件设计51-58
• 5.4.1 主节点硬件设计51-56
• 5.4.2 从节点硬件设计56-57
• 5.4.3 主从节点硬件连接57-58
• 5.5 控制器软件设计58-66
• 5.5.1 开发环境和软件整体设计58
• 5.5.2 CAN总线通信58-60
• 5.5.3 主节点软件设计60-64
• 5.5.4 从节点软件设计64-66
• 5.6 系统测试66-68
• 5.7 小结68-69
• 6 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-73
• 附录 硕士期间发表论文73-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：751697