建筑内人员疏散的行为特征与疏散环境研究

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近年来,随着人口的增长和聚集,建筑内形成大规模人群的可能性在不断增加,并且人群中人员构成也在不断变化。在发生紧急事件时,如何保证建筑内的人员快速安全的疏散成为了建筑应急管理的重要内容。构建一个合适的考虑建筑内人员信息的建筑疏散环境,对于建筑内的疏散应急管理具有重要意义。基于此,本文对建筑内人员疏散过程中的一些行为受疏散环境的影响通过数值模拟的方法进行研究,在此基础上通过信息化的手段对建筑内的疏散环境进行了评价分析,构建与人员信息相关的建筑疏散环境。对建筑内影响人员疏散的人员因素和建筑因素进行了分析,将这些影响因素进行分类,并分析各因素在疏散过程中对人员疏散可能造成的后果及产生这些后果的原因。为研究帮助行为对人员疏散影响,建立一种考虑帮助行为的元胞自动机模型,模型中把疏散人员分为提供帮助的年轻人和需要帮助的老年人两类,用不同的速度和共同行动策略模拟帮助行为。通过仿真分析疏散过程中年轻人员的帮助概率、老年人占有比例和老年人初始位置分布等变化时帮助行为对人员疏散的影响,进而了解人员构成、人员素质、人员位置等对人员疏散的影响。为研究行人对多出口房间出口熟悉程度对疏散的影响,通过调查问卷的形式对一大型购物中心内人员对出口的熟悉情况进行了统计分析,分析指出人员的流动性、人员的认知能力等对人员熟悉出口的影响较为显著。在此基础上,文中提出一种改进的元胞自动机模型,模型根据行人对多出口房间出口熟悉个数来描述个人对多出口房间的出口的熟悉程度,依据个人熟悉程度的构成描述整个建筑内人员对出口的熟悉程度,通过熟悉程度构建动态化的静态场,实现对人员疏散的仿真,分析疏散过程中的从众行为、人员密度、熟悉的出口的均匀性等变化时行人对出口的熟悉程度对人员疏散的影响,进而了解人员的构成、人员的流动性、人员的认知等对人员疏散影响。为研究建筑楼层结构内部变化对整个建筑内人员疏散的影响,文中构建一种改进的多格子元胞自动机模型。模型对人员在不同位置占据元胞的变化,不同位置的行动速度变化,人员转身问题进行了描述。进而通过模型仿真分析了整个建筑各楼层内部结构不同组合情景下的整体人员疏散情况,每一层楼内人员疏散情况,楼梯内人员变化情况以及楼层内部结构微小变化对人员疏散的影响等。基于前面的研究,在了解人员密度、构成、素质、初始位置、流动性、认知等人员信息和建筑信息与人员疏散关系的基础上,文章利用改进的BP神经网络算法与BIM技术构建了基于人员信息的建筑疏散环境评价模型。在模型中,通过设置建筑类型、使用功能等建筑信息,人员密度、构成等人员信息,通过BIM模型获取评价所需的建筑相关信息,利用改进的BP人工神经网络算法对建筑的疏散环境进行检验评价,为建筑设计、建筑运行的应急管理提供帮助。
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