考虑人员行为因素的客轮疏散模型研究与仿真
本文关键词:考虑人员行为因素的客轮疏散模型研究与仿真
【摘要】:全球化贸易的日益繁荣,水路运输业也因为价格、运量等优势变得越来越活跃,海上运输在给各国带来效益的同时,也带来了人们生命以及财产的安全隐患。随着技术的不断进步,现代船舶已是非常复杂的系统。紧急情况发生时,及时将乘客疏散到集合站进而离开船舶是最重要的问题。因此,客轮人员疏散模型及仿真问题的研究对于完善我国航运安全的评估、应急情景设计及实际疏散指导,制定疏散策略等,都具有重要的现实理论意义和社会价值。本课题针对客轮疏散中的人员行为因素进行基础研究,为进一步研究船舶疏散提供借鉴与方向方法。由于船舶疏散基础数据较为匮乏,本文采用实验的方法,对船在横摇运动状态下的人员行为进行研究。首先,基于海上救助模拟系统,设计并实施了船舶在不同横摇角度下的行走实验。其次,采集分析了参与者的运动行为信息,对人的调整性动作、停顿现象以及线速度对行人速度的影响做了深入研究,获得了横摇影响因素下角度和人员疏散速度的关系,建立在此环境下符合海上逃生人员的速度模型。最后,在FDS+Evac仿真软件中实现,以渤海翠珠轮第八层乘客甲板为仿真实验环境进行了不同风级下疏散仿真模拟,并对结果进行了分析和比较。获得客轮人员在不同风浪等级影响下的疏散参考时间及不同时刻的疏散效果,有助于对海上疏散过程进行评估、借鉴。为提高疏散效率,本文以宏观网络流模型为基础,对火灾发生时场景中的火势蔓延以及恐慌因素进行了分析建模,构建了以通道容量为约束,以时间段内疏散人数最大化为目标函数的路径优化模型,采用动态规划方法对单群组场景进行了模型求解。最后在FDS+Evac中,将优化前后的路径选择策略进行仿真比较,数值运算表明了本文解决方案的有效性。
【关键词】:客轮疏散 船舶横摇 火势蔓延 恐慌
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U698
【目录】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 绪论10-14
- 1.1 研究背景与意义10-11
- 1.2 船舶疏散的主要问题11-12
- 1.3 论文的主要内容及结构安排12-14
- 第2章 疏散研究现状14-24
- 2.1 船舶疏散人员运动特征和行为特征研究14-17
- 2.2 疏散模型研究17-20
- 2.2.1 仿真模拟软件18-20
- 2.3 疏散模型优化方法与研究20-22
- 2.4 疏散虚拟现实实验研究22-23
- 2.5 小结23-24
- 第3章 横摇影响下的客轮人员疏散模型与仿真24-42
- 3.1 船舶的摇荡运动及实验设计24-28
- 3.1.1 船舶摇荡运动24-26
- 3.1.2 实验设计26-28
- 3.2 实验结果分析与建模28-33
- 3.2.1 实验分析28-31
- 3.2.2 模型建立31-33
- 3.3 仿真模拟与结果分析33-41
- 3.3.1 仿真模拟系统设计33-35
- 3.3.2 仿真结果分析35-41
- 3.4 小结41-42
- 第4章 紧急疏散中路径优化42-53
- 4.1 火势蔓延以及恐慌因素的分析42-45
- 4.1.1 火蔓延模型42-44
- 4.1.2 恐慌因素分析44-45
- 4.2 优化模型的建立45-47
- 4.3 模型求解与仿真47-52
- 4.3.1 模型求解47-49
- 4.3.2 仿真结果49-52
- 4.4 小结52-53
- 第5章 总结与展望53-55
- 5.1 总结53-54
- 5.2 展望54-55
- 参考文献55-60
- 攻读学位期间公开发表论文60-61
- 致谢61
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,本文编号:558976
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