本文關(guān)鍵詞：基于元胞自動機(jī)模型的學(xué)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(zāi)、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(xué)生及時(shí)合理疏散，減小群死群傷事故發(fā)生，成為相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和行政部門的一個(gè)重要研究課題。本文在現(xiàn)有行人流元胞自動機(jī)模型的基礎(chǔ)上，考慮學(xué)生群體的實(shí)際行為特征、心理因素及校園建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理設(shè)置學(xué)生的運(yùn)動規(guī)則，建立了改進(jìn)的學(xué)生疏散元胞自動機(jī)模型。數(shù)值模擬研究了學(xué)生群體在不同建筑物內(nèi)的疏散過程，探討了各種因素對學(xué)生疏散效率的影響。此外，還在定性上為校園設(shè)施的規(guī)劃、行人流的管理和控制提出了相關(guān)建議。全文的主要工作如下： （1）考慮學(xué)生緊急疏散時(shí)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(gè)體差異等，建立了教室場景內(nèi)的學(xué)生疏散元胞自動機(jī)模型，分析了教室出口位置、課桌分布、運(yùn)動能力強(qiáng)的學(xué)生比例和位置的不同等因素對疏散時(shí)間的影響。數(shù)值結(jié)果表明：兩出口只有距離某一平衡點(diǎn)時(shí)才最有利于疏散，相距太遠(yuǎn)或太近都不利于疏散；一般情況下,教室內(nèi)桌椅與出口墻之間留有一定距離，且桌椅分布稀疏時(shí)，疏散時(shí)間較短；運(yùn)動能力強(qiáng)的學(xué)生占總學(xué)生的比例約25%且處于距離出口較遠(yuǎn)的位置，疏散效率最高。 （2）將上述單個(gè)教室的疏散模型擴(kuò)展至整棟教學(xué)樓的學(xué)生疏散，數(shù)值模擬研究了太原科技大學(xué)16號教學(xué)樓的疏散過程，探討了各樓層密度、樓梯寬度、樓梯結(jié)構(gòu)的不同等因素對學(xué)生疏散時(shí)間的影響。此外，針對該樓在課間出現(xiàn)的嚴(yán)重?fù)矶卢F(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(jié)果表明：學(xué)生平均分配于各樓層或者學(xué)生較多分布在低層時(shí)，疏散時(shí)間較短；樓梯寬度達(dá)到一定值時(shí)，疏散效果較好，此時(shí)再增加寬度疏散時(shí)間無較大變化；樓梯結(jié)構(gòu)的不同對16號教學(xué)樓整體疏散時(shí)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(xué)生對流現(xiàn)象時(shí)，上樓學(xué)生應(yīng)等至下樓學(xué)生基本到達(dá)教學(xué)樓底層時(shí)再上樓或者盡量避開擁擠時(shí)段，才能獲取較高的疏散效率。 （3）以太原科技大學(xué)學(xué)生第1食堂為場景，研究在停電等緊急事件下學(xué)生視線受限時(shí)的疏散過程。通過合理設(shè)置學(xué)生群體在可見區(qū)和盲區(qū)的運(yùn)動規(guī)則，建立了學(xué)生視野受限時(shí)的元胞自動機(jī)模型，分析了側(cè)門位置、人員密度和疏散指示標(biāo)志對疏散的影響。數(shù)值結(jié)果表明：側(cè)門距離正門較遠(yuǎn)時(shí)有利于人員疏散；食堂內(nèi)學(xué)生人數(shù)越少，疏散時(shí)間越短，隨著學(xué)生總數(shù)的降低，疏散時(shí)間的改變量逐漸減少；當(dāng)學(xué)生視野受限時(shí)，疏散標(biāo)志可大大降低疏散時(shí)間，提高疏散速度。 最后，對全文的工作進(jìn)行了總結(jié)和概括，并指出一些有待研究的問題。
【關(guān)鍵詞】：學(xué)生群體 緊急疏散 元胞自動機(jī) 疏散時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jī)模型18-20
• 1.3 本文的主要工作20-22
• 第2章 教室內(nèi)學(xué)生群體疏散動力學(xué)研究22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 模型22-24
• 2.3 模擬結(jié)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(nèi)桌椅布局的影響27-28
• 2.3.3 運(yùn)動能力強(qiáng)的學(xué)生比例和位置影響28-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第3章 教學(xué)樓內(nèi)學(xué)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(jié)果與討論36-44
• 3.3.1 教學(xué)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(jié)構(gòu)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(jié)44-46
• 第4章 學(xué)生食堂內(nèi)人員疏散動力學(xué)研究46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 模型46-50
• 4.3 模擬結(jié)果與討論50-55
• 4.3.1 視野不受限時(shí)側(cè)門出口位置的影響50-52
• 4.3.2 視野不受限時(shí)食堂人員密度的影響52-54
• 4.3.3 視野受限時(shí)疏散標(biāo)志的影響54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-58
• 第5章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 工作總結(jié)58-59
• 5.2 研究展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67

【參考文獻(xiàn)】

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

本文編號：358121