基于不同火灾场景的城市隧道人员疏散仿真研究

发布时间：2021-10-13 17:41

　　近年来城市跨区域交通出行需求增大,为完善城市交通路网,提升城市商业群的交通设施服务品质,城市公路隧道在交通建设中被大量采用。城市隧道交通具备以下交通特点,即常发性、周期性交通拥堵/阻塞,朝夕现象明显,交通流量大、人员基数多,交通合流、分流交织区段复杂等,城市隧道交通环境的封闭性又与普通道路不同,一旦发生火灾,后果极其严重。城市公路隧道火灾场景的发生概率、燃烧规模、火灾引燃发展规律、人员疏散组织等与非城市隧道有较大区别,本文采用文献资料调研、理论计算、公式推导、交通调查、随机抽样模拟、数值仿真等方法,对城市隧道燃烧规模的发生概率与多因素影响下城市隧道火灾人员疏散安全性进行研究,研究成果可为实际工程疏散安全设计参数提供依据,论文主要内容如下:1)通过对城市公路隧道火灾事故资料调查,统计分析得到车辆自燃原因占66.7%,车辆相撞起火原因占25.5%。从城市交通隧道车辆火灾蔓延机理理论分析,得到仅考虑一次引燃情况时,单向交通两车道隧道内不同火灾场景下可引燃的车辆数目为0辆或1辆或2辆,单向交通三车道隧道不同火灾场景下可引燃的数目为0辆或1辆或2辆或4辆。2)编写了基于蒙特卡洛思想的两车道隧道和... 

【文章来源】：重庆交通大学重庆市

【文章页数】：153 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 隧道火灾人员疏散影响因素
        1.2.2 隧道火灾人员疏散可用时间
        1.2.3 隧道火灾人员疏散所需时间
        1.2.4 研究现状综述
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 研究技术路线
    1.4 本章小结
第二章 城市隧道火灾基本理论
    2.1 隧道火灾燃烧理论
        2.1.1 火源特性
        2.1.2 烟气输运特性和烟温分布规律
    2.2 城市隧道火灾蔓延机理
        2.2.1 火源辐射热模型
        2.2.2 烟气扩散模型
        2.2.3 车辆引燃模型
    2.3 本章小结
第三章 基于蒙特卡洛法的城市隧道火灾场景分析
    3.1 蒙特卡洛法基本理论
    3.2 城市隧道火灾场景分析
        3.2.1 隧道火灾随机变量分析
        3.2.2 交通组成数据准备
    3.3 城市隧道燃烧规模发生概率模拟
        3.3.1 两车道隧道燃烧规模概率模拟
        3.3.2 两车道隧道不同VZ:VD模拟结果
        3.3.3 三车道隧道燃烧规模发生概率模拟
        3.3.4 三车道隧道不同VZ:VD模拟结果
    3.4 城市隧道火灾引燃模拟
        3.4.1 数值模拟基础
        3.4.2 FDS介绍
        3.4.3 火灾仿真流程
        3.4.4 仿真建模与参数标定
        3.4.5 隧道火灾引燃发展模拟
    3.5 本章小结
第四章 多因素影响下城市隧道火灾仿真与疏散边界确定
    4.1 隧道火场环境对人体的危害
        4.1.1 高温烟气
        4.1.2 能见度
        4.1.3 有毒气体
    4.2 人员安全疏散的判定准则
        4.2.1 临界条件确定
        4.2.2 安全疏散准则
    4.3 模型建立及仿真工况设计
        4.3.1 火源设置与测点布设
        4.3.2 仿真工况
    4.4 火灾仿真与疏散边界分析
        4.4.1 人员高度处高温烟气
        4.4.2 人员高度处能见度
        4.4.3 人员高度处烟气毒性
        4.4.4 可用时间综合分析
    4.5 不同燃烧规模不同断面可用时间确定
    4.6 本章小结
第五章 城市隧道火灾人员疏散仿真
    5.1 仿真软件
        5.1.1 软件介绍
        5.1.2 仿真流程
    5.2 疏散环境设定
        5.2.1 疏散过程分解
        5.2.2 人员特征设定
        5.2.3 疏散门启闭时间
    5.3 人员疏散安全性影响因素
        5.3.1 客观影响因素
        5.3.2 主观影响因素
    5.4 疏散过程
        5.4.1 机械通风间歇期发生火灾
        5.4.2 机械通风换气期间发生火灾
    5.5 疏散结果分析
        5.5.1 全员疏散所需时间确定
        5.5.2 燃烧规模60MW疏散安全性分析
        5.5.3 其他燃烧规模下疏散安全性分析
        5.5.4 人员荷载对疏散安全性的影响分析
    5.6 案例工程疏散安全性评价
        5.6.1 工程参数
        5.6.2 疏散安全性分析
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 主要创新点
    6.3 下一步工作展望
致谢
参考文献
附录 Ⅰ 交通调查表
附录 Ⅱ 概率模拟代码
在校期间取得的学术成果
    发表论文
    参加项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]沉管隧道火灾温度场分布规律研究——以港珠澳大桥沉管隧道为例（英文）[J]. 蒋树屏,田堃,徐湃.  隧道建设(中英文). 2018(05)
[2]集中排烟隧道排烟口合理间距试验研究[J]. 姜学鹏,王成伟,于年灏.  现代隧道技术. 2016(04)
[3]某城市铁路隧道火灾时人员安全疏散及横向通道设置的研究[J]. 李建刚.  消防技术与产品信息. 2016(04)
[4]公路隧道横通道人员疏散行为及通行能力实验研究[J]. 张玉春,向月,何川,张迪,汤渊.  西南交通大学学报. 2016(04)
[5]城市隧道火灾烟气最高温升特性的全尺寸试验研究[J]. 蒋亚强,李乐,廖曙江,阳东.  工程热物理学报. 2015(10)
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[9]高海拔特长铁路隧道火灾烟气分布特性数值模拟研究[J]. 张念,谭忠盛.  中国安全科学学报. 2013(06)
[10]岩石流/热固耦合下损伤演化并行分析系统及初步应用[J]. 李根,李连崇,唐春安,唐世斌.  计算力学学报. 2012(03)

博士论文
[1]高速铁路特长隧道火灾模式下人员安全疏散可靠性研究[D]. 李琦.西南交通大学 2018
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[4]基于概率可靠度的人员安全疏散不确定性问题研究[D]. 毛占利.中国科学技术大学 2013
[5]建筑火灾人员疏散行为及优化研究[D]. 杨立兵.中南大学 2012
[6]高速公路特长隧道和隧道群交通灾害风险分析及控制研究[D]. 张玉春.西南交通大学 2011
[7]公路隧道运营风险评估及火灾逃生研究[D]. 赵峰.长安大学 2010
[8]含救援站特长隧道火灾特性及烟气控制研究[D]. 李颖臻.西南交通大学 2010
[9]隧道火灾烟气蔓延的热物理特性研究[D]. 胡隆华.中国科学技术大学 2006

硕士论文
[1]基于FDS+EVAC的人员疏散模型研究[D]. 何少康.西南交通大学 2018
[2]某城市隧道通风方式优化及火灾烟气控制研究[D]. 程奉梅.四川师范大学 2018
[3]地铁区间隧道火灾与人员疏散模拟分析[D]. 李杰.首都经济贸易大学 2017
[4]城市多岔道隧道火灾通风排烟数值模拟研究[D]. 杨小祎.西南交通大学 2017
[5]秦岭终南山公路隧道防灾救援体系及实际应用研究[D]. 周子健.长安大学 2016
[6]基于FDS和Pathfinder的地铁车站火灾疏散研究[D]. 刘梦洁.华中科技大学 2016
[7]阻塞效应对有、无坡隧道火灾临界风速及温度特性的影响研究[D]. 王君.西安建筑科技大学 2015
[8]公路隧道拥堵条件下火灾危险性数值模拟研究[D]. 曹雅婷.安徽理工大学 2015
[9]基于FDS的办公大楼火灾数值模拟研究[D]. 张江涛.河北工程大学 2015
[10]城市隧道交通疏解与可靠性协同研究[D]. 高进.华中科技大学 2015



本文编号：3435115