高铁车厢内部紧急情况下人员疏散仿真研究

作     者：田淇元 

作者单位：兰州交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡晓辉

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：元胞自动机 人员竞争力 疏散干扰度 不同人员分布 灾害点 

摘      要：随着社会的发展，人民生活水平的持续提高，人们出行的频率也大为增多。高铁已成为人们出行采用的重要交通工具之一，采用高铁出行渐渐成为一种必不可少的方式。但是人员出行的安全问题必须引起足够的重视，尤其是空间相对狭小封闭，人员密度较大的高铁车厢内部环境，在突发事件下造成的危害较大，提前做好预防工作，保证人员安全快速逃离危险区是重中之重，对人员疏散问题的研究是非常值得重视的。 近年来，人员疏散问题成为国际研究的一个热点，人员移动行为受到自身生理心理以及周围环境等较多因素的影响，复杂多变，使得对人员移动规律的研究比较困难。人员疏散行为具有多变性，所以在现实中进行大量现场模拟人员在突发事件下的疏散行为也不切实际。随着计算机技术的飞速发展，计算机技术已经成为研究人员疏散的重要方式和手段，利用计算机建立人员疏散模型，研究人员动态行为特征。国外对于人员紧急疏散的系统研究较早，投入大量人力物力的同时，也取得了广泛的研究成果。国内在人员疏散研究方面的起步较晚，研究方法大都是借鉴国外学者的，尚未形成比较成熟的模型和软件，但在人员安全疏散的研究方面也取得了一定的成绩。目前国内外学者有人采用从众行为的元胞自动机方法研究大型体育馆的人员疏散问题,以及出口宽度对疏散的影响问题进行研究，但上述方法对存在障碍物情况的研究略显不足，而且过于依赖逃生者与出口之间的距离，忽视了逃生者个体之间的生理差异。有学者采用元胞自动机理论研究分析了地铁车厢内座位纵横布局的疏散情况，但未考虑人员竞争冲突问题。 本文以高铁车厢为场景对人员疏散进行研究。由于高铁发展时间不长，所以目前对高铁车厢内部人员疏散问题的研究非常少。本文以元胞自动机理论为基础提出一种新型的疏散模型，模型中引入人员竞争力来解决人员冲突问题，并在此基础上研究出口疏散干扰度对整个疏散过程的影响。在紧急情况下人员对疏散路径的选择并非只有车厢出口，也可能选择窗口等非常规路径，模型对部分人员从窗口逃生行为进行研究，综合分析疏散策略。与此同时，还提出了一种不同人员分布的疏散模型，对不同竞争力人员在车厢内部不同分布情况下的疏散情况加以分析，找出更为优越便捷的疏散方式，模型中还引入了灾害点，对车厢内部存在火灾等突发事故时人员疏散情况进行研究，使模型更具有现实意义。