【博士】建筑火灾疏散三维仿真研究

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内容简介

　　【博士】建筑火灾疏散三维仿真研究　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学　　学位年度：2007　　 现代建筑越来越趋于结构大型化和功能复杂化，进行火灾安全设计时，人员密集，流动性大是设计者面对的主要问题，如何保证人员能够安全、快速地疏散已成为火灾安全研究的重要方向。　　 从上个世纪50年代起，国内外学者对人员疏散就进行了大量的研究，提出了许多重要的疏散模型。但火灾中的人员疏散是一个同时具有确定性和随机性的复杂过程，人员、建筑物和火灾三个因素相互影响，因此，对于疏散模型的研究尚不能做到完善。同时，由于现有模型建模方式的内在局限，对人员行为这个重点内容也不能进行很好的模拟。有鉴于此，本文对现有疏散模型的特点进行了详细分析，根据其优缺点，提出了基于几何智能体的人员疏散模型GAEvac，并围绕该模型进行了以下的研究工作：　　 1．分析了已有疏散模型的物理空间建模方法，对两种常用的方法：网格方法和拓扑方法分析其优缺点，提出了拓扑与几何相结合的子空间网络模型。以拓扑方法建立子空间疏散节点网络，以节点为单位记录建筑物几何信息。　　 2．总结人员行为的建模方法，采用以基于目标的Agent模拟人员疏散行为，根据疏散的过程中人员与建筑物、人员与障碍物，以及人员之间的相互影响，分析其碰撞关系，分级确定人员的疏散目标。利用予空间节点记录的几何信息，减少运算负担，很好地模拟了人员疏散心理和行为。　　 3．根据GAEvac模型开发了相应的疏散仿真程序，通过出口人流量实验，人员速度变化实验以及疏散路径和疏散时间比较实验，对GAEvac模型的准确性和适用性进行了分析。结果证明，GAEvac模型能够较准确地模拟人员疏散全过程，得到人员安全疏散的必须时间(RSET)，指导建筑防火安全设计。　　 4．根据疏散仿真系统研究的最新发展，开发了GAEvac3D三维疏散仿真系统，为GAEvac模型在火灾安全教育和疏散培训中应用做了一定的基础工作。　　 最后，论文对GAEvac模型需要进行的后续研究做了简要的论述。　　

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