城市中应急避难场所的规划设计研究

摘要

由于现代城市中人口、财富和能量的大量聚集，大大改变了原有的自然条件和社会环境，表现在人类的一切活动对城市各种功能的依赖性日益增强。然而，抗灾性与安全性则越来越差，若某一功能(如交通、燃气) 子系统一旦失灵，会殃及其它子系统的功能，城市灾难的放大效应十分明显，城市中的人口将面临着很大的伤亡威胁。因此减少伤亡和保障人们的生命安全是城市灾害发生时的重要问题。由于城市人口高度密集，发生灾害事故时的人员避难疏散、珍贵物品的安全转移等问题是城市应急救援工作的重要研究课题。城市应急避难场所的科学规划、功能设计及建设将会对减少人员伤亡及财产损失具有积极重要的作用。 本文首先分析了影响城市中应急避难场所布局的主要因素。避难场所分为临时性避难场所和恢复性避难场所，根据两类避难场所之间的相互关系，我们改进了独立层级选址模型，用位置集合覆盖模型解决临时性避难场所的选址问题；最大覆盖模型解决恢复性避难场所的选址优化问题，同时，考虑到居民产生避难需求的概率以及避难场所能给各个居民区提供安全舒适的避难服务的概率，建立了带双重几率约束的目标优化模型。对比分析各种求解方法，本文选择了动态参数调整的遗传算法来求解它们，利用matlab中的遗传算法工具箱成功解决了城市中应急避难场所的选址问题。 本文以天津市中心城区的地震恢复性应急避难场所为研究对象，对城市的公园体育场分布、人口空间分布和天津市的道路交通网络，进行了实例分析，确定了在天津市中心城区建立4个恢复性避难场所的最优化布局。 最后，本文参考国外的设计规范，结合中国的国情，对避难场所的面积容量、性能设计、配套设备设施以及启用管理、运作维护等做了相关的讨论研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节研究背景和意义

1.1.1研究背景

1.1.2国内外研究进展

1.1.3研究的目的和意义

第二节研究思路和论文构成

1.2.1研究思路

1.2.2论文结构和章节安排

第二章城市应急避难场所布局影响因素分析

第一节几个基本概念

第二节影响避难场所选址的因素

第三章城市应急避难场所布局优化方法研究

第一节设施布局优化模型基本原理

3.1.1集合覆盖模型

3.1.2最大覆盖模型

3.1.3 p—中位数模型

第二节避难场所布局优化建模

3.2.1临时避难场所的选址建模

3.2.2恢复性避难场所的选址建模

第三节避难场所布局优化模型求解算法

3.3.1遗传算法与传统搜索方法的比较

3.3.2遗传算法求解

第四章天津中心城区地震恢复性避难场所的布局实例分析

第一节天津概况

4.1.1天津是地震频发地段

4.1.2地震灾害特点

4.1.3建设避难场所已列入天津市防灾规划

4.1.4规划区域为中心城区

第二节天津市中心城区公园绿地分布

4.2.1中心城市绿地规划

4.2.2中心城区大面积公共绿地分布

第三节中心城区人口分布

4.3.1基础数据

4.3.2中心城区居民片区划分

第四节道路交通状况

4.4.1天津市交通现状

4.4.2天津中心城区道路交通规划

4.4.3重要疏散通道

第五节模型与求解

4.5.1居民片区人口数量Wr的确定

4.5.2避难需求概率Pr的确定

4.5.3居民点与候选避难场所最短距离dsr的确定

4.5.4避难场所提供避难服务概率qsr的确定

4.5.5模型求解

第六节分析与讨论

第五章城市中应急避难场所的设计要求及设备设施

第一节性能设计

5.1.1面积及容量要求

5.1.2应急避难场所的疏散通道

5.1.3应急避难场所附近的标志牌

5.1.4距离/行走时间和可达性

5.1.5通风

5.1.6照明

5.1.7应急供应

5.1.8紧急备用动力

第二节设备设施

5.2.1应急避难指挥中心

5.2.2应急避难疏散区

5.2.3应急供水装置

5.2.4应急供电网

5.2.5应急简易厕所

5.2.6应急物资储备用房

5.2.7应急卫生防疫用房

5.2.8应急直升机停机坪

5.2.9应急消防设施

5.2.10应急监控装置

5.2.11应急广播系统

第六章城市中应急避难场所的运作管理

第一节人群避难程序

6.1.1判断是否需要避难

6.1.2就地避难

6.1.3前往最近的避难场所

6.1.4在避难场所内

6.1.5离开避难场所

第二节避难场所的管理

6.2.1警告信号

6.2.2避难场所的启用

6.2.3到达和进入

6.2.4交通管理

第三节制定避难场所运作计划

6.3.1社区避难场所运作计划

6.3.2商业建筑避难场所运作维护计划

6.3.3避难场所维护计划

第七章总结与展望

第一节论文研究成果及创新性

第二节进一步的研究方向和展望

致谢

参考文献

个人简历