【摘要】：《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》明確提出民生科技示范重點(diǎn)為“加強(qiáng)地震等重大自然災(zāi)害群測群防技術(shù)與裝備研發(fā);組織實(shí)施防災(zāi)減災(zāi)科技示范工程”。我國城鎮(zhèn)化水平呈現(xiàn)快速提高的態(tài)勢,城鎮(zhèn)數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大,城鎮(zhèn)中小學(xué)校等人員集中場所將成為地震高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。因此,地震應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急疏散研究等工作,在中小學(xué)校等人口高度集中的城鎮(zhèn)中顯得尤為重要。在中小學(xué)校地震的疏散中,教學(xué)樓人員在年齡、體型、心理狀態(tài)、對教學(xué)樓環(huán)境的熟悉程度等均存在差異。通過深入研究教學(xué)樓內(nèi)人員疏散行為,掌握教學(xué)樓人員疏散的特點(diǎn)和規(guī)律,以及人員安全疏散的網(wǎng)格模型、區(qū)域人員疏散算法等內(nèi)容。制定相應(yīng)的疏散路線,以人員疏散時(shí)間最短為準(zhǔn)則,完成對中小學(xué)校地震疏散場景搭建、疏散模型構(gòu)建的設(shè)計(jì),為地震應(yīng)急演練疏散訓(xùn)練軟件提供核心算法。最終實(shí)現(xiàn)為中小學(xué)校地震緊急疏散提供疏散演化模型、為人員疏散過程合理性評(píng)判提供依據(jù),為提高地震中中小學(xué)校疏散效率的目的。通過對國內(nèi)外人員疏散模型的研究,選取利于模擬的元胞自動(dòng)機(jī)模型作為中小學(xué)人員疏散的主要模型。完成模型的疏散規(guī)則設(shè)計(jì)和疏散場景搭建后,對中小學(xué)校地震疏散情況進(jìn)行仿真。對比真實(shí)演練結(jié)果,結(jié)合疏散評(píng)估規(guī)則驗(yàn)證模型的合理性、科學(xué)性。為疏散演練提供優(yōu)化方案。主要研究內(nèi)容包含以下三點(diǎn):(1)疏散規(guī)則模型,通過對應(yīng)急疏散模型現(xiàn)狀的研究,選用在時(shí)間和空間上均離散的元胞自動(dòng)機(jī)模型。結(jié)合疏散演練人員行為規(guī)范的研究成果,針對影響疏散結(jié)果的各項(xiàng)因素,計(jì)算合理的參數(shù)設(shè)置范圍,完成對疏散規(guī)則的建立。在樓道寬度研究結(jié)論里,不同疏散隊(duì)形對整體疏散效率會(huì)造成巨大影響,建筑物內(nèi)實(shí)際疏散人數(shù)和疏散樓道寬度進(jìn)行設(shè)置,最終選擇雙列隊(duì)形的排列模式進(jìn)行疏散。疏散規(guī)則建立中,模型將所有疏散人員作為單個(gè)元胞,將疏散環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)格化,利用迪科斯徹算法,計(jì)算出教室內(nèi)每個(gè)元胞對教室出口距離并進(jìn)行迭代更新;結(jié)合人工或自動(dòng)調(diào)度策略對模型進(jìn)行優(yōu)化。(2)疏散場景模型,在對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、建筑模型搭建方法及學(xué)校等人員密集場所建筑空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)通過點(diǎn)、線、面等構(gòu)造元素,手動(dòng)搭建建筑物內(nèi)部空間幾何模型。主要通過針對常用建模軟件的建模方法進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)由平移、旋轉(zhuǎn)、拉伸等方法來構(gòu)建幾何場景;對我省中小學(xué)校常見大開間建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研分析,梳理出建模所需關(guān)鍵要素。(3)模型評(píng)估規(guī)則,對人員疏散全過程中的行為進(jìn)行梳理,選擇對安全、有序疏散有直接影響的因素作為評(píng)估內(nèi)容,將疏散時(shí)間長短作為評(píng)估指標(biāo),通過對模擬疏散時(shí)間、實(shí)際演練疏散時(shí)間、被疏散模型指導(dǎo)后的演練疏散時(shí)間進(jìn)行對比,驗(yàn)證中小學(xué)校地震應(yīng)急疏散模型的合理性、科學(xué)性、適用性。本文完成對中小學(xué)校地震應(yīng)急疏散模型的研究,將疏散模型仿真結(jié)果與實(shí)際人員演練結(jié)果相比對,證明疏散模型的有效性,為人員疏散演練提供優(yōu)化方案。研究中模型評(píng)估規(guī)則為本文創(chuàng)新內(nèi)容。增加模型評(píng)估規(guī)則后使模型可對參與疏散演練人員的疏散時(shí)間及運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行量化評(píng)估。國內(nèi)外現(xiàn)有人員疏散模型的理論思想多是集中于還原在某一特定場景下人員真實(shí)的疏散過程。本文所研究的人員疏散模型不僅模擬出人員真實(shí)的疏散過程,還將對人員疏散演練過程進(jìn)行指導(dǎo),優(yōu)化人員疏散演練過程,提高模型的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。
【圖文】：

111 110 101 100 011 101 0011 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0-2 為例來簡單介紹編號(hào)規(guī)則，將第二行的八個(gè)值按從左到位的二進(jìn)制 10111000。計(jì)算它的十進(jìn)制值，就可以元胞自動(dòng)機(jī)的編號(hào)，，即：1 × 128+1×32+1×16+1×8=184元胞自動(dòng)機(jī)中（李才偉，1997）20-23，就是將每個(gè)元胞分為四邊形格點(diǎn)，也有三角形格點(diǎn)和六邊形格點(diǎn)，如圖 1-現(xiàn)象都是二維分布的，或者可以通過抽象、映射等方法轉(zhuǎn)二維元胞自動(dòng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛。

1-2 VonNeumann 型、 Moore 型、擴(kuò)展的 Moore 型示例圖動(dòng)機(jī)（李才偉，1997）25可用于模擬晶體生長、魚。以正方體對空間區(qū)域進(jìn)行劃分的三維元胞自動(dòng)機(jī)及難表達(dá)性，三維元胞自動(dòng)機(jī)和更高維的元胞自
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP301.1;P315.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2655911