实时态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法

摘要

大型高层建筑发生火灾后，如何在火灾态势迅速演变的复杂室内环境下选择安全、有效的疏散路线，是正确引导人群疏散、减少人员伤亡的重要保障。传统室内火灾安全疏散为静态寻径方法，难以根据变化的火灾态势进行自适应调整，导致疏散指挥决策盲目性、滞后性突出。本文提出实时态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法，根据实时感知的火灾态势参数和室内环境变化信息，动态调整疏散方案。本论文研究主要内容包括:
　　1.首先介绍本文研究背景和研究意义，并总结国内外室内火灾应急疏散相关研究现状与发展趋势，同时提出本文的研究目的与研究内容;
　　2.针对室内火灾传感器进行归类整理，建立面向火灾事件的传感器语义描述模型，并利用无线传感网技术集成管理这些多源异构传感器资源，构建室内火灾态势感知的传感网观测服务平台，支撑室内火灾事件动态感知与建筑物室内空间动态性分析的一体化语义表达，力求有效支持基于传感器关联分析的建筑物内部火场威胁态势的动态推求能力;
　　3.在有效集成室内多源传感器的基础上，实时感知室内火灾的高动态环境变化，构建实时室内火灾环境威胁态势信息场模型;
　　4.基于图论的节点弧段结构创建建筑室内三维几何网络模型，并根据实时室内火灾环境威胁态势信息场更新计算室内几何网络模型，获得最新的室内空间连通状态，最后基于实时的室内三维几何网络模型利用Dijkstra最短路径算法计算疏散路径，从而实现顾及建筑室内实时火灾环境变化影响的最短路径动态优化方法。
　　为验证本文方法的正确性和疏散方案的可行性，本文以新疆国际会展中心三维模型为实验数据，分别设置了火灾过程中先后发生三次火灾事件的不同火灾场景，通过模拟实验证明，随火灾态势发展而动态调整疏散方案，能有效减少应急疏散时间、降低疏散的盲目性，为智慧城市公共安全应急提供理论方法支撑。

目录

声明

摘要

图索引

表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 相关研究进展

1．3 研究内容

1．4 论文组织结构

第2章 室内火灾态势感知的传感器组网

2．1 室内火灾传感器分类

2．2 面向火灾事件的传感器语义信息描述模型

2．3 室内火灾态势感知的传感器观测网

第3章 室内火灾威胁态势三维动态信息场

3．1 火灾威胁态势信息场模型

3．2 室内火灾威胁态势信息场的动态更新计算

3．2．1 多源火灾数据接入及威胁等级划分

3．2．2 室内火灾威胁态势信息的时空配准

3．2．3 室内火灾威胁态势场模型的计算与更新

第4章 火灾威胁态势语义约束的逃生路径动态优化

4．1 室内空间数据模型比较

4．1．1 基于几何的数据模型

4．1．2 基于符号的数据模型

4．1．3 基于语义的数据模型

4．2 室内空间网络模型构建

4．3 顾及实时火灾威胁态势的疏散路径动态求解

4．3．1 最短路径算法

4．3．2 室内网络模型的动态更新

4．3．3 实时疏散路径动态求解步骤

第5章 实验分析

5．1 实验数据

5．2 实验运行环境

5．3 实验结果分析

总结和展望

致谢

攻读学位期间发表的论文

参考文献