本文關鍵詞：基于元胞自動機模型的學生群體疏散研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，隨著國家對教育的投入不斷增加，，越來越多的孩子可以接受教育，但是他們在校的安全問題也逐漸顯現(xiàn)出來。尤其是由地震、火災、暴力等突發(fā)事件引起的校園踩踏事故不斷發(fā)生，造成了大量人員傷亡。如何在突發(fā)事件中令學生及時合理疏散，減小群死群傷事故發(fā)生，成為相關科研機構和行政部門的一個重要研究課題。本文在現(xiàn)有行人流元胞自動機模型的基礎上，考慮學生群體的實際行為特征、心理因素及校園建筑物的結構特點，合理設置學生的運動規(guī)則，建立了改進的學生疏散元胞自動機模型。數(shù)值模擬研究了學生群體在不同建筑物內的疏散過程，探討了各種因素對學生疏散效率的影響。此外，還在定性上為校園設施的規(guī)劃、行人流的管理和控制提出了相關建議。全文的主要工作如下： （1）考慮學生緊急疏散時的特殊心理行為特征，如：超越他人、智能選擇、恐慌行為、前排先走、個體差異等，建立了教室場景內的學生疏散元胞自動機模型，分析了教室出口位置、課桌分布、運動能力強的學生比例和位置的不同等因素對疏散時間的影響。數(shù)值結果表明：兩出口只有距離某一平衡點時才最有利于疏散，相距太遠或太近都不利于疏散；一般情況下,教室內桌椅與出口墻之間留有一定距離，且桌椅分布稀疏時，疏散時間較短；運動能力強的學生占總學生的比例約25%且處于距離出口較遠的位置，疏散效率最高。 （2）將上述單個教室的疏散模型擴展至整棟教學樓的學生疏散，數(shù)值模擬研究了太原科技大學16號教學樓的疏散過程，探討了各樓層密度、樓梯寬度、樓梯結構的不同等因素對學生疏散時間的影響。此外，針對該樓在課間出現(xiàn)的嚴重擁堵現(xiàn)象，探討了行人對流對疏散的影響，并得出了相對最優(yōu)疏散方案。數(shù)值結果表明：學生平均分配于各樓層或者學生較多分布在低層時，疏散時間較短；樓梯寬度達到一定值時，疏散效果較好，此時再增加寬度疏散時間無較大變化；樓梯結構的不同對16號教學樓整體疏散時間影響不大，但是疏散前期單樓梯疏散速度快于雙樓梯，疏散后期，單樓梯疏散速度慢于雙樓梯；課間出現(xiàn)學生對流現(xiàn)象時，上樓學生應等至下樓學生基本到達教學樓底層時再上樓或者盡量避開擁擠時段，才能獲取較高的疏散效率。 （3）以太原科技大學學生第1食堂為場景，研究在停電等緊急事件下學生視線受限時的疏散過程。通過合理設置學生群體在可見區(qū)和盲區(qū)的運動規(guī)則，建立了學生視野受限時的元胞自動機模型，分析了側門位置、人員密度和疏散指示標志對疏散的影響。數(shù)值結果表明：側門距離正門較遠時有利于人員疏散；食堂內學生人數(shù)越少，疏散時間越短，隨著學生總數(shù)的降低，疏散時間的改變量逐漸減少；當學生視野受限時，疏散標志可大大降低疏散時間，提高疏散速度。 最后，對全文的工作進行了總結和概括，并指出一些有待研究的問題。
【關鍵詞】：學生群體 緊急疏散 元胞自動機 疏散時間
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：G474
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 行人流研究概述14-20
• 1.2.1 社會力模型15-17
• 1.2.2 格子氣模型17-18
• 1.2.3 元胞自動機模型18-20
• 1.3 本文的主要工作20-22
• 第2章 教室內學生群體疏散動力學研究22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 模型22-24
• 2.3 模擬結果與討論24-32
• 2.3.1 出口位置及樓梯口的影響24-27
• 2.3.2 教室內桌椅布局的影響27-28
• 2.3.3 運動能力強的學生比例和位置影響28-32
• 2.4 本章小結32-34
• 第3章 教學樓內學生群體疏散研究34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 模型34-36
• 3.3 模擬結果與討論36-44
• 3.3.1 教學樓各層人員密度對疏散的影響37-39
• 3.3.2 樓梯寬度對疏散的影響39-41
• 3.3.3 樓梯結構對疏散的影響41-42
• 3.3.4 行人對流對疏散的影響42-44
• 3.4 本章小結44-46
• 第4章 學生食堂內人員疏散動力學研究46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 模型46-50
• 4.3 模擬結果與討論50-55
• 4.3.1 視野不受限時側門出口位置的影響50-52
• 4.3.2 視野不受限時食堂人員密度的影響52-54
• 4.3.3 視野受限時疏散標志的影響54-55
• 4.4 本章小結55-58
• 第5章 結論與展望58-60
• 5.1 工作總結58-59
• 5.2 研究展望59-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄66-67

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于元胞自動機模型的學生群體疏散研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：358121