基于Pathfinder的地铁站火灾应急疏散仿真研究

摘要

随着我国城市化的不断发展,城市交通问题日益严重,地铁以其安全、快捷、舒适、能耗低等诸多优点成为改善交通结构、解决交通拥堵难题的最佳方案,与此同时,如火如荼的地铁建设、运营也带来了亟待解决的地铁系统安全问题,其中最为频发、灾害性最大的就是火灾安全事故。目前,国内外学者已经使用多种方法对地铁站火灾时的人员应急疏散问题进行了大量研究,但是,已有的研究成果在解决实际问题时仍达不到预期效果,并且大部分建设有地铁的城市也未形成有效的地铁站火灾应急管理系统。因此,对地铁站火灾应急疏散问题的深入研究是十分迫切和必要的。
　　本文通过查阅相关文献,收集整理了大量的疏散人员身体特征、走行特征、行为反应特征等基础数据,进一步对地铁站的火灾安全隐患、火灾特性以及人员在火灾疏散过程中的行为表现做了详细分析,并分别从主观和客观两个方面对地铁站火灾应急疏散过程的影响因素进行了深入讨论。在详细理论研究的基础上,本文以某实际地铁站为背景,构建出地铁站建筑结构及人员特性仿真环境,进而利用Pathfinder仿真软件对不同条件下的地铁站火灾应急疏散问题进行了仿真研究。
　　通过对比分析不同条件下的仿真疏散结果可以得出,地铁站客流高峰期时,各个疏散口处均出现严重的拥堵排队现象,此时与疏散人员特性相比,站内结构对疏散过程产生的影响较大;客流平峰期时,各个疏散口处的拥堵现象明显减缓,此时疏散人员特性和站内结构都会对疏散过程产生较大影响;客流低峰期时,各个疏散口处几乎不存在拥堵现象,此时与站内结构相比,疏散人员特性对疏散过程产生的影响较大。并且,在任一客流时段内,中青年男性居多时,疏散人员的自主选择性较强,有最多的人员选择距离较远的疏散出口C;中青年女性居多时,疏散人员的整体速度较快,行人所占空间也不大,此时疏散口的通过能力较高,人员的整体疏散能力最强,所用疏散时间最短。
　　最后,本文提出了综合因子的概念,利用其将尽可能多的影响因素定量地反映在疏散人员的速度上,进而对不同情况下的地铁站火灾应急疏散过程进行仿真研究。结果表明,能够利用综合因子考虑越多的影响因素,仿真疏散过程就会越贴合实际情况,仿真疏散结果也就越具可靠性。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状综述

1.3 研究目标

1.4 研究方法

1.5 本文结构

1.6 本文技术路线图

2 地铁站火灾应急疏散特性分析

2.1 地铁站火灾安全隐患分析

2.2 地铁站火灾特性分析

2.3 地铁站火灾疏散人员结构分析

2.4 地铁站火灾应急疏散的影响因素分析

2.5 地铁站火灾应急疏散过程分析

3 地铁站火灾应急疏散仿真环境的建立

3.1 地铁站内建筑结构环境的建立

3.2 地铁站内疏散人员环境的建立

4 基于Pathfinder的地铁站客流高峰期火灾应急疏散仿真研究

4.1 Pathfinder疏散仿真软件

4.2 S地铁站仿真环境描述

4.3 S地铁站客流高峰期火灾应急疏散仿真及相关分析

5 基于Pathfinder的地铁站非客流高峰期火灾应急疏散仿真研究

5.1 S地铁站客流平峰期火灾应急疏散仿真及相关分析

5.2 S地铁站客流低峰期火灾应急疏散仿真及相关分析

5.3 综合因素条件下的S地铁站火灾应急疏散仿真研究

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果