现代有轨电车车辆安全全疏散性能仿真研究

发布时间：2017-10-02 15:32

  本文关键词：现代有轨电车车辆安全全疏散性能仿真研究

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【摘要】：近年来,疏散性能评估已成为轨交客车车厢设施布局及设计流程中的必要环节。本文以现代有轨电车为例,着重研究车体人员疏散性能分析方法,主要工作及结论是：(1)结合有轨电车发展历程、城市空间扩张与现代有轨电车功能定位的关系两方面论证我国发展现代有轨电车的必要性；对现代有轨电车的路权和车辆设计做适应性分析,发现在现代有轨电车客车车厢设施布局及厢体设计流程中补充疏散性能评估环节是十分必要的。(2)综述建筑环境约束下的疏散动力学在自组织现象观测及分析、宏微观模型构建及验证等方面的研究进展,特别是改进宏观模型得到单室人员疏散模型并用以推演出更为精确的疏散时间计算公式、着重综述元胞自动机模型在疏散动力学中的研究与应用和分析四种模型验证方法的特点及适用性。(3)对照上述研究,结合车厢环境几何特点、设施特性和疏散时序三个方面分析车厢内人员疏散过程的主要特点,建立区分障碍物特性的车体人员疏散模型(M2)。为验证模型规则的有效性,建立基本模型(M1),构建其与AnyLogic(?)均可模拟的基本场景,对二者模拟计算结果交叉验证。结果及结论是,模型规则合理有效,可用于模拟紧急状态下车厢内人员无序疏散行为,可以重现事故资料中观测到的疏散人员翻越座椅等过激行为。(4)观测到疏散行人流集聚“成拱”、“拱偏移”等自组织现象并分析后者形成机制；在分析模型参数时,为量化分析人员过激行为对疏散过程的影响,抽象出NOk-tevack曲线并进行凹凸性、增减性分析,同时发现其与疏散动画具有一定的时空关联性,据此提出疏散动画的数值分析工具；分析感知域的疏散动力学影响。(5)分析不同厢体设施布局下的疏散过程,为提高客车车厢疏散性能,优化设施布局提供参考。基于M2模拟四种厢体设施布局下的人员疏散过程并进行对比分析,发现相对座椅布局,出口设置对车厢内人员疏散过程影响更为显著。具体地,在讨论出口设置的疏散动力学影响时,发现方案1和方案2下的疏散时间相对初始方案分别缩短17.22%、24.24%；在讨论座椅布局影响时,方案3和方案4下第一车厢的疏散时间相对初始方案分别缩短3.47%、6.12%；在讨论现代有轨电车路中式布道条件下,双侧车门打开的情形时,方案5下的疏散时间相对初始方案分别缩短46.20%、44.28%；在讨论多危险点影响时,逃生人员绕避危险点的路径相对较长或路径上发生的排队和冲突都将显著降低疏散效率。
【关键词】：性能分析 障碍物模型 现代有轨电车 感知域 拱偏移
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U482.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 发展现代有轨电车的必要性分析11-13
• 1.1.1 有轨电车发展历程11-12
• 1.1.2 现代有轨电车的功能定位12-13
• 1.2 现代有轨电车适应性分析13-16
• 1.2.1 现代有轨电车的路权13-14
• 1.2.2 现代有轨电车的车辆设计14-16
• 1.3 研究内容、章节安排与技术路线16-18
• 第2章 疏散动力学研究综述18-29
• 2.1 自组织现象18-19
• 2.2 疏散模型19-26
• 2.2.1 单室人员疏散模型19-21
• 2.2.2 社会力模型21-22
• 2.2.3 元胞自动机模型22-26
• 2.3 模型验证26-28
• 2.3.1 演习模拟验证27
• 2.3.2 基本图验证27
• 2.3.3 经验公式验证27-28
• 2.3.4 软件交叉验证28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 车体人员疏散模型的建立29-40
• 3.1 车厢内人员疏散的特点29-32
• 3.2 疏散空间分析32-33
• 3.3 基本模型(M1)33-34
• 3.4 改进模型(M2)34-37
• 3.5 算法设计37-38
• 3.6 模型验证38
• 3.7 本章小结38-40
• 第4章 车体人员疏散模型参数分析40-44
• 4.1 拱偏移现象及机制分析40-41
• 4.2 疏散动画数值分析41-42
• 4.3 感知域影响分析42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 车体疏散效果评估分析44-51
• 5.1 出口设置影响分析44-45
• 5.2 布道方式影响分析45-47
• 5.3 座椅布局影响分析47-48
• 5.4 多危险点影响分析48-50
• 5.5 本章小结50-51
• 结论及展望51-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果60

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