考虑引导因素的地铁换乘站火灾疏散模型研究

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进入20世纪后,我国交通系统迅速地发展,其中地铁凭借快捷、安全、运输量大、绿色环保且不占地上资源等优势成为普遍使用的出行工具。而地铁换乘站作为地下交通系统主要的换乘枢纽,具有空间结构复杂、封闭性强、客流量大、人员较为密集等特点。因此,在发生火灾时,如何高效安全地进行人员疏散引导是目前仍需探讨的重要课题。本文首先考虑火灾疏散影响因素,对现有的地铁换乘站疏散引导方案进行评估,并提出一种考虑引导因素的火灾疏散(Guided Fire Cellular Automata,GF-CA)改进模型。其次以沈阳青年大街地铁换乘站为例,通过构建BIM模型,结合疏散仿真软件Pathfinder进行人员疏散模拟,将改进的疏散模型及虚拟现实技术应用其中,验证模型的有效性和合理性,最后制定高效的应急疏散对策,进行科学合理的疏散管理。具体研究内容如下:(1)基于地铁换乘站的火灾疏散特点,以定性与定量结合的方式,从人为因素、环境因素和设备因素三方面,深入研究各个因素对人员疏散的影响规律,并将引导因素细分为指示标志引导、广播指引以及引导员引导三类。(2)基于上文三类引导因素,构建疏散引导方案指标体系,并进行指标量化分析。通过层次分析法确定各指标权重,结合模糊综合评价方法评估地铁换乘站疏散引导方案,判定该疏散引导方案的有效性。(3)基于人员疏散及元胞自动机模型的基础理论和特点,在传统的元胞自动机模型基础之上,提出一种考虑引导因素的火灾疏散(GF-CA)改进模型,并对参数进行量化分析,确定参数计算方法及变化规律。(4)采用视频监控与实地调研的方法对沈阳青年大街地铁换乘站中人员特征进行分析,并通过构建BIM模型,结合疏散仿真软件Pathfinder进行人员疏散模拟,将改进的元胞自动机模型及虚拟现实技术应用其中,构建三类模拟场景,分别是无引导因素模拟、基于改进元胞自动机模型的引导因素模拟以及基于虚拟现实实验且有引导因素模拟。通过对比模拟结果,验证改进模型的有效性和合理性。最终从人员疏导、环境改善及应急管理方案三方面,提出应急疏散引导优化对策。本文提出一种改进的疏散模型,为地铁换乘站的疏散安全管理工作提供有效的技术支持和改善建议。
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