行人拥挤事故风险评价和致伤机理仿真研究

发布时间：2017-10-15 15:04

  本文关键词：行人拥挤事故风险评价和致伤机理仿真研究

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【摘要】：目前,每年全球因体育赛事、经济文化交流等活动有上百万次的大型人群集聚,大规模人群在聚集疏散时存在发生拥挤致伤事故的可能性,虽然这种可能性非常小,然而一旦发生,对国家人民造成人身财产安全的伤害却是巨大的,社会影响非常恶劣。在这种背景下,有必要对造成行人拥挤的因素、拥挤行人流交通特性进行研究,分析行人拥挤疏散的过程,预测拥挤致伤事故的可能性和危害性,探索疏散行人流拥挤致伤的生成机理,制定预防拥挤致伤事故的措施,指导行人步行设施设计和大型活动的行人组织管理。本文在探讨了拥挤行人流的基础理论后,构建了人群拥挤事故风险评价模型和致伤机理仿真模型,主要研究工作包括以下几方面：首先,从宏观和微观两方面介绍了正常行人流交通特性；从信息交流、行人数量、恐慌心理等方面阐述了造成行人拥挤的因素,分析了行人在拥挤疏散时堵塞成拱、聚集、快即是慢、拉链效应和交织行为等现象；剖析了行人拥挤疏散的三个阶段,分别是自由疏散阶段、密集拥挤阶段和拥挤致伤阶段,其中密集拥挤阶段的研究重点为拥挤事故风险评价,拥挤致伤阶段的重点为致伤机理仿真研究。其次,从事故发生的概率和事故危害性两方面分析确定风险等级,基于层次分析法确定事故评价体系和指标权重,基于模糊综合评价法计算事故风险等级,构建了基于AHP-FCE的拥挤事故风险评价模型：以某一时刻安全出口前拱形的拥挤人群作为研究对象,基于元胞自动机理论,从拥挤力的产生、传递、积累和致伤的过程,建立了致伤机理仿真模型,引入拥挤力效果、合力参数、吸收系数与抗死伤系数等参数,描述拥挤疏散时行人的受力情况。最后,依据AHP-FCE拥挤事故风险评价模型,对上海外滩拥挤踩踏事件的风险进行评价,验证了模型的适应性和准确性；鉴于高密度行人疏散实验非常危险,实际拥挤致伤事故数据很难获得,因此为验证拥挤致伤机理模型的准确性和适用性选用仿真手段,分析了吸收系数、抗死伤系数和行人数量的变化对疏散过程中行人死伤的影响,揭示了三相位系统和安全出口前行人死伤集中布局区域；结合拥挤事故风险的影响因素和致伤机理仿真模型的分析结果,有针对性地提出了拥挤致伤事故的预防措施。
【关键词】：拥挤行人流 事故风险评价 致伤机理 模拟仿真 预防措施
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.226
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 依托项目11
• 1.2 研究背景11-12
• 1.3 研究目的和意义12-13
• 1.4 国内外研究现状13-14
• 1.4.1 事故风险评价研究现状13
• 1.4.2 行人流拥挤疏散研究现状13-14
• 1.5 研究内容和技术路线14-19
• 2 拥挤行人流基础理论19-28
• 2.1 行人交通流交通特性19-21
• 2.2 行人流拥挤的影响因素21-24
• 2.3 拥挤行人流交通特性24-26
• 2.4 拥挤疏散过程26-28
• 3 行人拥挤事故风险评价模型28-42
• 3.1 拥挤致伤事故分析28-33
• 3.1.1 事故的特点及分类28-30
• 3.1.2 事故的发生规律30-33
• 3.2 拥挤事故风险评价模型的构建33-40
• 3.2.1 事故风险识别33-34
• 3.2.2 事故风险评价34-36
• 3.2.3 AHP-FCE事故风险评价模型36-40
• 3.2.4 AHP-FCE模型计算步骤40
• 3.3 AHP-FCE风险评价模型的讨论40-42
• 3.3.1 广义模糊算子40-41
• 3.3.2 最大隶属度原则41-42
• 4 拥挤致伤机理仿真模型42-50
• 4.1 模型基础42-43
• 4.1.1 拥挤力的作用42-43
• 4.1.2 仿真研究对象43
• 4.2 模型建立43-50
• 4.2.1 拥挤力产生43-44
• 4.2.2 拥挤力传递44-46
• 4.2.3 拥挤致伤46-47
• 4.2.4 仿真规则47-50
• 5 AHP-FCE事故风险评价算例和致伤机理仿真分析50-64
• 5.1 AHP-FCE模型在上海外滩踩踏事故中的应用50-55
• 5.1.1 事故概况50-51
• 5.1.2 确定指标体系和权重向量51-53
• 5.1.3 计算模糊综合评价结果53-55
• 5.1.4 确定风险等级55
• 5.2 拥挤致伤机理仿真分析55-61
• 5.2.1 模拟仿真环境55-56
• 5.2.2 仿真结果分析56-61
• 5.3 拥挤致伤事故预防措施61-64
• 5.3.1 人的角度61-62
• 5.3.2 物的角度62
• 5.3.3 环境和管理的角度62-64
• 6 结论与展望64-67
• 6.1 研究结论64-65
• 6.2 研究展望65-67
• 参考文献67-71
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果71-73
• 学位论文数据集73

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本文编号：1037779