面向室内空间人群疏散宏观网络模型的场景建模方法研究

摘要

建筑物室内空间是人们生活、娱乐和工作的主要场所，一旦发生人为事故或自然灾害，楼内人员逃生困难，楼外救援也非常困难。研究人员针对此问题进行了较为深入的研究，并开发出了一些用于人群疏散模拟的分析软件，但这些软件偏重于专业应用分析，而建筑物场景的复杂构造导致场景模型的建模效率非常低下，对于建筑室内人群疏散场景的高效建模方法的研究在今天愈显重要。
　　因此，本文以人群疏散宏观网络模型EVACNET4为主要研究对象，构建满足其室内空间人群疏散模拟的概念框架，实现由现有的建筑物三维数据模型到人群疏散宏观网络模型的快速建模，并设计科学的可视化表达方式，从而跨越GIS与三维城市建设中人群疏散领域的专业应用模型之间的鸿沟。本文的研究内容与成果主要包括:
　　(1)面向EVACNET4模型的室内人群疏散场景三维数据模型
　　本文在国内外地理学、建筑学及人群疏散模拟相关领域的理论研究指导下，构建了面向人群疏散的宏观网络模型EVACNET4的室内场景三维数据模型，详细论述了其语义、几何、属性、关系信息的概念框架，并建立了相应的逻辑结构与物理存储格式。
　　(2)基于建筑施工图数据的室内人群疏散场景三维建模方法
　　本文在面向EVACNET4的室内场景三维数据模型基础上，研究了基于开放建筑物数据模型OAM的建筑物内部单一空间的语义、关系、几何、属性等信息的提取与转换方法，并以此为出发点分析归纳出了建筑空间之间连通关系的提取与转换方法，能够满足人群疏散分析应用需求。
　　(3)面向EVACNET4模型的可视化表达
　　本文通过对人群疏散模型模拟结果展现方式的分析，设计了人群疏散网络模型可视化表达形式。将室内人群疏散网络模型EVACNET4与GIS技术结合，对EVACNET4模型的疏散结果进行分析，形成了各项结果的直接表达或组合表达，形象直观的展现人群随时间的变化。
　　研究结果表明，本文以OAM建筑模型和EVACNET4概念框架为基础，设计的室内人群疏散场景建模方法大大地节省了手工生成疏散场景所耗费的时间和人力资源，可以有效地实现由建筑物三维数据模型到人群疏散宏观网络模型的快速建模。这将促进建筑物内部人群疏散模拟的发展，也将促进测绘与地理信息领域在三维城市建设方面的理论发展。

目录

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论文说明

摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2．1 建筑物内部人群疏散模型

1．2．2 室内空间人群疏散模拟场景构建方法

1．2．3 典型建筑模型对于疏散的支持能力

1．2．4 研究现状小结

1．3 研究目标与研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 研究方法与技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

1．5 论文结构

第2章 室内空间人群疏散网络模型

2．1 宏观网络模型概述

2．2 EVACNET4模型理论基础

2．2．1 数学模型

2．2．2 模型功能

2．2．3 模型假设

2．3 EVACNET4概念框架

2．4 EVACNET4逻辑结构

2．5 EVACNET4物理存储格式

2．6 案例分析

2．7 本章小结

第3章 基于OAM的网络模型构建

3．1 OAM建筑物数据模型

3．2 网络模型构建

3．2．1 节点构建

3．2．2 弧段构建

3．3 本章小结

第4章 人群琉散网络模型结果可视化表达

4．1 人群琉散模戳结果展现方式

4．2 专题制图基本流程’

4．3 模拟结果分析与可视化表达

4．4 本章小结

第5章 原型系统设计与实现

5．1 系统功能模块设计

5．2 案例分析

5．2．1 案例1

5．2．2 案例2

5．2．3 案例对比

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 未来展望

参考文献

致谢