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《中国科学技术大学》 2017年
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建筑若干典型区域的人员疏散规律及疏散策略优化研究

郭晓明  
【摘要】:本文利用多种疏散研究方法对建筑若干典型区域的人员疏散规律和疏散策略优化问题展开了系统研究,希望能够为建立完善疏散应急预案和优化建筑疏散结构设计提供科学支持。首先,选取某学校真实地震时的教室监控视频,通过视频追踪研究多障碍物教室紧急情况下人员的应急反应能力、出口选择比例、出口流量以及疏散运动时间等疏散规律。结果表明:学生能否及时躲避取决于老师能否对地震做出及时反应并引导自救行为;撤离过程出现明显的"领导—追随"行为,老师占据的位置和疏散引导方向直接导致学生出现明显不均衡的出口选择比例;各教室的单位时间出口流量总体都遵循先增加至峰值后减小的波动变化趋势,流量变化差异和教室的座位布置、人员初始分布以及疏散领导者的位置及行为有关;疏散人数与疏散时间之间满足线性增长关系;统计了不同座位处学生的疏散时间,总体随着初始位置到出口距离的增加而波动增加。然后,利用Pathfinder软件模拟研究出口门扇开启角度、楼梯梯段转角以及楼梯梯形对人员疏散效率的影响,得到有利于人员疏散的优化条件:朝室内开启的房间门,单扇门门扇开启角度为135°,双扇门门扇开启角度在105°~135°时,对应最有利的疏散条件。双跑楼梯梯段转角超过135°后疏散时间会大幅增加。正常情况下剪刀式楼梯疏散最快,双分平行楼梯和单跑楼梯疏散效果次之且接近,双跑平行楼梯疏散最慢;但是当楼梯间存在障碍物时,双跑平行楼梯对意外的适应能力最强,剪刀式楼梯对意外的适应能力最差。最后,选择了一种可行性较强的电梯楼梯协同人员疏散模式:电梯仅在某直达层停靠,停靠层及以上楼层人员使用电梯疏散而以下楼层人员通过楼梯疏散。对该模式进行数学建模,通过编程计算得到电梯最优停靠层。进而进行了相关参数对协同疏散最优模式的影响研究,结果表明:对于确定建筑,使用此模型可以迅速直接得出该模式下的电梯最优停靠层和协同疏散时间;在每层疏散人数均匀分布的条件下,电梯最优停靠层不受疏散人数影响,随建筑高度增加呈线性增长,随电梯最大承载量增加呈阶梯式下降,随电梯平均运行速度增加呈阶梯式下降;协同疏散时间随疏散人数增加呈线性增长,随建筑高度增加呈线性增长;最优停靠层的阶梯式下降会造成协同疏散时间呈现波动下降。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU998.1

【参考文献】
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