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基于突变论的智能建筑中突发事件处理的决策支持与虚拟仿真

魏伟  
【摘要】: 论文针对智能建筑面向突发事件处理存在的问题,建立建筑突发事件模型,利用数学分析的方法分析建筑突发事件的特点,构建了突发事件的处理机制,包括智能建筑系统集成,突发事件决策支持和虚拟现实三大模块,并对这些模块进行了研究设计和具体实现。 论文的主要创新性工作有:(1)提出突变论是描述建筑突发事件的最佳方法,并给与相关理论证明,结合突变论的知识,加深了对建筑突发事件特点的理解,建立了相关的数学模型,填补了建筑突发事件“定性分析”的空白。将建筑突发事件分为九类基本突发事件:火灾、非法侵入、设备故障与报警、恐怖袭击、爆炸、化学物品泄漏、建筑结构扭曲或倒塌、地震、自然灾害,其中设备故障与报警、爆炸属于尖点突变类突发事件;火灾、建筑结构扭曲或倒塌属于燕尾突变类突发事件;地震、自然灾害、非法侵入、化学品泄露属于折迭突变类突发事件。通过数学分析,辅助制定相应的决策,为对建筑突发事件的深入研究奠定基础。(2)目前多是针对人的逃生行为的研究,以及人在逃生过程中逃生心理的研究。论文研究利用建筑设备进行减灾运行并指导帮助人逃生。(3)为了快速得出决策,提出利用向量余弦法进行案例的相似度搜索,相比文字查询方法在时间上少了一个数量级。(4)提出利用数据仓库技术实现BAS,CAS和IAS的数据集成,并结合现有系统,实现智能建筑应对突发事件的系统联动控制,为今后实现智能建筑更高层次的集成奠定基础。(5)针对虚拟火灾突发事件,鉴于现有火焰模型的不足,论文提出了通过一组粒子建立流体模型,它们的统计特性和基于流体方程变化的粒子相同,且在数值上比方程的确定性解更加稳定。同时,在火焰中加入燃烧成分,实现了火焰的动态燃烧,增强了火焰的真实性。 论文所建立的建筑突发事件突变模型,为今后进一步研究建筑突发事件提供了理论基础;论文对智能建筑系统集成、决策支持以及虚拟现实等方面问题的研究和具体实现,为实际工程中智能建筑突发事件处理提供了开发的参考。


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