浅谈基于几何的人员疏散仿真研究

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文基于几何的人员疏散仿真研究培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程潘忠谢步瀛教授二Oo七年三月摘要随着科学技术和经济的发展，现代的建筑物在空间和功能上都出现了日新月异的变化，大型公共建筑、各种场馆、地铁站、车站越来越多。这些地方大都人员比较集中和密集，因此人员在紧急情况下的疏散问题就显的特别突出。如何评价这些人员密集场所的疏散性能、如何描述紧急情况下人员的疏散行为等都具有非常重要的意义。自上个世纪50年代开始，人们就提出了大量的火灾发生时人员的疏散模型，这些模型大致可以分为

2、：不考虑人员特性的网络流模型、考虑人员特性的细网格模型、网络网格模型等。这些模型对人员在火灾后人疏散研究做出了重要的贡献，但是也存在很大局限性。本文分析了现有模型，指出了现有各种模型的一些局限性，即网格法人员移动的机械性以及网络法无法考虑人员行为特征，提出了基于几何的网络流人员疏散模型。该模型既能够灵活地模拟人员的位置变化同时也能够合理地考虑疏散时人员的行为特征。区别于网格法将人员位置设置在规定好的网格当中，本文首先认为建筑平面为一连续的平面，人员可以到达平面内不被障碍物占据的任意一个位置；并且用一些典型的几何图形来描述平面内障碍物，使得

3、障碍物描述更加灵活。相比于网格法更加具有真实性，也更加合理。在疏散时出口选择方面，本文引入了考虑出口“吸引力”概念，综合考虑了多种因素对于人员选择出口时候的影响，相比于传统的路径最短原则更具合理性。在疏散路径搜索方面，引入基于子目标的人员疏散路径搜索算法，该算法通过人员在该时刻的位置、出口位置、两位置之间的障碍物三者之间的关系，通过一系列几何运算求得。该方法直观简单能够很好地描述人员对于障碍物的绕行避让。在疏散路径选择时，本文采用了考虑“人员排斥力”的路径选择算法，该算法可以很好考虑多种因素对于疏散路径选择的影响。同时，文章对疏散过程中人

4、员的疏散行为进行了归类分析。模型通过对CAD文件的DXF格式导入获取各种空间信息，并基于各个空摘要间建立疏散网络。使得模型能够和实际应用紧密相连。最后，基于该疏散模型开发了疏散模拟软件PEvacul．0，该软件界面友好，使用方便，可以对一般的大型场馆、居住建筑进行疏散模拟。关键词：疏散，仿真，几何，模型ⅡAbstractABSTRACTWiththedevelopmentofeconomyandtechnology,theformationofmodemConstructionshaschangedgreatly．MoreandmoreL

5、argepublicbuildings、allkindsofstadiums、stations、undergroundstationshavebeenbuild．Suchkindsofplaceshavelargenumberpersonsusually．Thecapacityofevacuationofsuchplacesandhowtodescribethebehaviorwhenpersonevacuatedshowsagreatimportance．Sincethe50yearsoflastcentury,manykindsofm

6、odelshavebeenpromoted．Thesemodelscanbeclassifiedintothreetypesasfollows：NetworkModelwhichignoresthedifferenceofperson,GriddingModelwhichconsidersthedifferentcharacteristicofperson，andtheNetwork·GriddingModelwhichhastheabilitytomodelthechangeofperson'spositioninaflexiblewa

7、yandthecharacteristicofperson·IntheGriddingModel，evacueecanonlymoveamongthe鲥dswhichwerepreformedwitllunchangeablesizes．WhiletheModelwedevelopedinthispaper,supposesthattheevacueecanreachanypositionintheplanwhichisnotholdbytheobstacle．Suchkindofhypothesisismuchmoreclosetoth

8、ereality．Astotheaspectofexitchoosing,“ExitAttraction”wasintroducedinthispaper,sothatmuchmorefact