本文關鍵詞：基于排隊網(wǎng)絡模型及行人仿真的車站應急疏散能力研究

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【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的不斷推進,城市交通需求日益旺盛,由此引發(fā)了交通擁堵等一系列城市交通問題。地鐵因其運量大、速度快、環(huán)保等優(yōu)點,逐漸成為解決城市地面交通問題的一個重要措施。然而,由于地鐵封閉式的結(jié)構(gòu)特征,當發(fā)生火災、爆炸等事故或因大型活動產(chǎn)生超大客流時,人員疏散更容易產(chǎn)生潛在的安全問題。由于地鐵車站的疏散能力是保證安全和高效疏散的關鍵,因此為了降低突發(fā)事件和超大客流下人員疏散時發(fā)生事故的概率,就需要事先對地鐵車站的應急疏散能力進行評估。地鐵疏散能力不僅與車站內(nèi)部走行設施(樓梯、扶梯和通道等)的幾何屬性有關,也與設施間的空間連接結(jié)構(gòu)有關,影響因素十分復雜。如何對地鐵車站疏散能力進行科學評估,以識別疏散瓶頸,并提出解決方案是一個具有重要理論價值和實踐意義的難題。本文首先采用M/G/c/c排隊網(wǎng)絡模型計算與評估地鐵車站應急疏散能力,識別出站內(nèi)走行設施的瓶頸,然后運用Pathfinder軟件進行仿真實驗,并對兩種方法的計算結(jié)果進行對比分析,最后提出了提高疏散能力的措施建議。具體的研究內(nèi)容如下：(1)研究和梳理了地鐵應急疏散能力的基礎理論。首先,結(jié)合《地鐵設計規(guī)范》對地鐵車站疏散時間、疏散能力等概念進行了明確,指出了既有計算方法的局限性。其次,分析了車站應急能力的影響因素,主要包括走行設施的幾何屬性、空間連接結(jié)構(gòu)以及行人疏散特性等。最后,提出了應急疏散能力評價的三個指標,分別為疏散時間、客流密度以及設施瓶頸。(2)構(gòu)建了地鐵車站應急疏散能力評估的M/G/c/c排隊網(wǎng)絡模型�；谂抨犝撓嚓P基礎理論,首先構(gòu)建了地鐵車站內(nèi)單設施的M/G/c/c排隊模型。然后,在車站物理網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的基礎上分析了行人疏散路徑,并在此基礎上建立了地鐵車站應急疏散能力評估的M/G/c/c排隊網(wǎng)絡模型。最后,給出了基于該模型的應急疏散能力評估框架并設計和實現(xiàn)了模型的求解算法。(3)構(gòu)建了行人在分流型設施處的概率選擇優(yōu)化模型。首先分析了應急疏散情況下的行人在節(jié)點處對下行設施的選擇的影響因素,其次對車站內(nèi)設施之間的連接關系進行了總結(jié),分析了不同連接關系下的到達率傳遞關系。再次,針對分流型設施,構(gòu)建了概率選擇的非線性規(guī)劃模型。模型的目標是最大化下行設施的總輸出率。最后,設計一個小規(guī)模算例驗證了該模型的有效性。該模型是對M/G/c/c的排隊網(wǎng)絡模型的進一步的完善,使得模型計算結(jié)果與實際情況更為符合。(4)完成了基于改進的M/G/c/c排隊網(wǎng)絡模型的地鐵應急疏散能力評估案例分析。選取北京地鐵建國門車站作為案例背景,通過實地調(diào)研獲得車站的幾何空間結(jié)構(gòu)、車站設施幾何參數(shù)以及行人宏觀運動特性(速度-密度函數(shù)),在此基礎上規(guī)劃出在應急情況下的乘客疏散路徑；然后通過編程實現(xiàn)模型計算,并得到應急情況下建國門車站的相關設施的排隊長度、排隊時間及輸出率以及疏散時間等指標,以此得到建國門車站的疏散能力的評估結(jié)論。(5)運用Pathfinder軟件對建國門地鐵站進行疏散仿真試驗。利用調(diào)研獲取的數(shù)據(jù)(包括行人的性別和年齡比例等)搭建了仿真環(huán)境,并在此基礎上進行了實驗。仿真軟件可以輸出疏散時間、客流密度等疏散能力評價指標,針對這些指標,對排隊網(wǎng)絡模型的計算結(jié)果和仿真計算結(jié)果進行了對比分析,驗證了MIG/c/c排隊網(wǎng)絡模型在地鐵車站應急疏散能力評估方面的有效性。最后,基于以上兩種方法的建國門站疏散能力評估結(jié)果,提出了提高車站疏散能力的措施和建議。
【關鍵詞】：地鐵車站 排隊網(wǎng)絡模型 行人仿真 應急疏散能力
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U298
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 1 緒論15-24
• 1.1 研究背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 行人運動模型研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 應急疏散能力的評估方法現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 排隊網(wǎng)絡模型建筑疏散研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術路線20-22
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 技術路線21-22
• 1.4 本章小結(jié)22-24
• 2 地鐵車站應急疏散能力評估基礎理論24-33
• 2.1 地鐵車站應急疏散能力24-25
• 2.2 車站應急疏散能力的影響因素25-30
• 2.2.1 走行設施幾何屬性25-27
• 2.2.2 設施空間連接結(jié)構(gòu)27-28
• 2.2.3 設施以及出口數(shù)量28
• 2.2.4 行人疏散行為特性28-29
• 2.2.5 車站應急疏散組織29-30
• 2.3 應急疏散能力的評價指標30-32
• 2.3.1 疏散時間30
• 2.3.2 客流密度30-31
• 2.3.3 設施瓶頸31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 應急疏散能力評估的M/G/C/C排隊網(wǎng)絡模型33-51
• 3.1 排隊論概述33
• 3.2 單設施M/G/C/C排隊模型構(gòu)建33-37
• 3.3 車站節(jié)點概率選擇優(yōu)化模型37-44
• 3.3.1 排隊網(wǎng)絡節(jié)點間到達率傳遞關系37-38
• 3.3.2 分流式節(jié)點概率選擇優(yōu)化模型38-40
• 3.3.3 模型求解策略40-41
• 3.3.4 模型驗證41-44
• 3.4 地鐵車站M/G/C/C排隊網(wǎng)絡模型構(gòu)建及求解方法44-50
• 3.4.1 地鐵車站疏排隊網(wǎng)絡44-45
• 3.4.2 車站疏散網(wǎng)絡構(gòu)建及疏散路徑規(guī)劃45-47
• 3.4.3 疏散能力評估計算框架47-48
• 3.4.4 排隊網(wǎng)絡模型算法設計與實現(xiàn)48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 地鐵車站設施調(diào)查及分析51-62
• 4.1 車站網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及走行設施幾何屬性51-55
• 4.1.1 建國門站概況51-52
• 4.1.2 車站網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)52-54
• 4.1.3 車站主要走行設施幾何屬性54-55
• 4.2 客流調(diào)查方式55-57
• 4.3 行人個體屬性特征57-58
• 4.4 行人宏觀運動特性獲取58-61
• 4.4.1 通道內(nèi)的速度-密度函數(shù)58-59
• 4.4.2 上行樓梯的速度-密度函數(shù)59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 案例分析62-77
• 5.1 建國門站疏散路徑規(guī)劃62-64
• 5.2 M/G/C/C排隊網(wǎng)絡模型計算結(jié)果分析64-68
• 5.2.1 疏散人數(shù)64-66
• 5.2.2 疏散時間66-67
• 5.2.3 客流密度及瓶頸設施67-68
• 5.3 模型計算結(jié)果與仿真對比分析68-75
• 5.3.1 Pathfinder仿真試驗68-71
• 5.3.2 疏散人數(shù)對比分析71-73
• 5.3.3 疏散時間對比分析73-74
• 5.3.4 客流密度及瓶頸設施對比分析74-75
• 5.4 提高疏散能力的措施建議75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 6 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 主要結(jié)論77-78
• 6.2 研究不足與展望78-79
• 參考文獻79-82
• 附錄A82-89
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果89-91
• 學位論文數(shù)據(jù)集91

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1 姚瀚;;北京創(chuàng)新應急疏散演練模式[J];中國減災;2011年21期

2 本刊編輯部;;電子化避險圖指引居民應急疏散[J];中國減災;2011年21期

3 姜傳勝,楊鑄;公共安全之人員應急疏散[J];安全;2004年01期

4 李懷仲;郭群英;陳軍;劉俊峰;;應急疏散及應急逃生[J];石油工業(yè)技術監(jiān)督;2010年12期

5 丁麗娜;鄭偉;錢琳;;居安思危查隱患及時整改保安全——記圖書館應急疏散演練[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2013年15期

6 宋元寧;李毅霞;劉明;;應急疏散中風向標的作用[J];安全;2013年06期

7 溫伯威;丁嘉鵬;常麗君;;“一張圖”框架下的城市應急疏散數(shù)據(jù)融合[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2014年01期

8 徐敏;;中國人心理行為特點對應急疏散的影響[J];安全;2008年05期

9 程龍;;溫州南麂海島旅客應急疏散措施探討[J];中國水運(下半月);2009年08期

10 郝然;魯瑤;;北京南站突發(fā)事件應急疏散預案評價方法及應用[J];鐵道運輸與經(jīng)濟;2012年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周建山;田大新;王云鵬;羅浩;夏海英;;基于車聯(lián)網(wǎng)的交通應急疏散優(yōu)化方法[A];第八屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——智能交通與安全[C];2013年

2 李慧洋;徐敏;孫向紅;張侃;;北京城鎮(zhèn)居民應急疏散行為調(diào)查[A];第十一屆全國心理學學術會議論文摘要集[C];2007年

3 任常興;張欣;張網(wǎng);王婕;丁建國;;人員密集場所消防應急疏散能力評估指數(shù)法研究[A];2011中國消防協(xié)會科學技術年會論文集[C];2011年

4 徐敏;李慧洋;孫向紅;傅小蘭;;應急疏散中不同人群的行為調(diào)查[A];第十一屆全國心理學學術會議論文摘要集[C];2007年

5 吳艷華;盧文龍;李平;;車站事故應急疏散模擬研究[A];第八屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——軌道交通[C];2013年

6 左軍;劉鳳榮;黃歡歡;王月蓉;;人防城市人口應急疏散路徑選擇模型研究[A];計算機研究新進展（2010）——河南省計算機學會2010年學術年會論文集[C];2010年

7 姚沁;;論應急疏散預案的制定要點[A];提高全民科學素質(zhì)、建設創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

8 陳蘇誕;張曉峰;王蕾;;淺析太原市地震應急疏散與避難場所的安全性[A];中國地震學會第11次學術大會論文摘要集[C];2006年

9 劉敏;盧兆明;袁國杰;;基于GIS系統(tǒng)的災時大范圍應急疏散研究[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（一）[C];2008年

10 張嶄;;層次分析法在公共場所應急疏散能力分析上的應用[A];2013年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉秋亮;解放路小學舉行防災應急疏散演習[N];商丘日報;2008年

2 記者 王彬;幼兒園每年至少開展一次應急疏散演練[N];濟南日報;2012年

3 川檢;四川局局長王吉順部署綿陽局應急疏散工作[N];中國國門時報;2008年

4 九三學社社員 江蘇省淮安市人大代表 朱菊芳;新生軍訓鳴鑼在即[N];人民政協(xié)報;2011年

5 記者 吳媛媛;我市第三家應急疏散基地掛牌[N];蚌埠日報;2011年

6 李曉平;警報拉響,居民8分鐘安全進入隱蔽場所[N];廈門日報;2007年

7 記者 林超　通訊員 張美妮;我市舉行防空防災警報試鳴暨應急疏散演練[N];威海日報;2013年

8 上城報道組 劉婷婷　記者 孟楊斌;上城首次出臺《防汛應急手冊》[N];杭州日報;2010年

9 本報記者 周榮順　通訊員 張志毅;切實加強地震科研成果的應用[N];淄博日報;2008年

10 YMG記者 李京蘭 通訊員 劉翼 喬攀;芝罘區(qū)中小學從今年起 每年至少舉行兩次應急演練[N];煙臺日報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 杜磊;大規(guī)模開放空間應急疏散計算模型研究[D];天津大學;2012年

2 孫慶峰;突發(fā)水災應急疏散可靠性問題研究[D];吉林大學;2015年

3 吳正言;應急疏散交通組織優(yōu)化方法研究[D];吉林大學;2011年

4 代偉;群集應急疏散影響因素及時間模型研究[D];中南大學;2012年

5 周蕾;基于動態(tài)信息的應急疏散與車輛調(diào)度研究[D];浙江大學;2012年

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1 王若成;高鐵站突發(fā)事件下負重人群安全疏散研究[D];西南交通大學;2015年

2 李海鵬;城市重大突發(fā)事件下應急疏散交通流仿真研究[D];西南交通大學;2015年

3 吳建波;應急疏散交通網(wǎng)絡集約化設計原理與方法[D];東南大學;2015年

4 周耀;城市中心區(qū)地震應急疏散體系評價與重點控制策略研究[D];河南工業(yè)大學;2016年

5 尚鵬;基于復雜網(wǎng)絡的應急疏散區(qū)域提取與連通性評價方法研究[D];吉林大學;2016年

6 單思行;突發(fā)環(huán)境事件的應急疏散研究[D];吉林大學;2016年

7 梁俊;面向應急疏散的基于二型模糊的路徑選擇行為建模及仿真[D];廣東工業(yè)大學;2016年

8 巴宇航;高速鐵路客運站人員應急疏散研究[D];西南交通大學;2016年

9 丁曉青;基于排隊網(wǎng)絡模型及行人仿真的車站應急疏散能力研究[D];北京交通大學;2016年

10 趙婧;地鐵突發(fā)事件乘客應急疏散研究[D];北京交通大學;2016年

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