由于城市核心区域的可用土地面积有限,人员密集场所不断由地面转向地下空间,埋深不断由地下浅层向地下多层、地下多层向深埋方向发展。但是目前国内外现有的疏散模型主要针对地面建筑的下行和水平疏散开发研制,不能体现出疲劳度等因素对地下多层人员密集场所的上行疏散速度的协同作用。因此对考虑疲劳度影响的地下多层人员密集场所上行疏散模型的研究不仅势在必行,而且具有丰富的理论价值和现实意义。首先基于精细网格的多速度元胞自动机人员疏散速度模型,构建了考虑疲劳度影响的地下多层人员密集场所上行疏散模型。然后整理分析了课题组已开展的疏散实验的数据,利用构建的模型进行了6组工况的模拟,对比分析了疏散实验数据和相同实验场景的模型模拟结果,研究了疲劳度对疏散过程和疏散结果的影响。最后通过对比分析实验数据和模型模拟的四维轨迹,找出模拟与实验间拟合度出现先降低后增大的原因;提出相应的改进措施,并据此优化模型模拟的静态场系数和考虑疲劳度影响的人员运动速度公式;用优化后的考虑疲劳度影响的地下多层人员密集场所上行疏散模型进行了相同工况的再次模拟,验证了优化后模型的有效性。主要得到了以下成果:(1)疏散实验中男性和女性的上行疏散速度分布分别为0.25~1.75m/s和0.25~1.5m/s;随着疏散距离的增加人员的上行速度出现逐渐下降趋势,在一定疏散距离后,人员的上行速度保持不变;根据以上两点,采用一元线性回归得到了人员疏散速度与已运动距离的公式。(2)在考虑疲劳度影响下的模拟人员全部进入楼梯疏散系统的时间为2456s,大于在恒定速度下模拟人员全部进入楼梯疏散系统的时间为1409s;在考虑疲劳影响下的入口流量为0.31ped/(m?s),小于在恒定速度下的入口流量为0.57ped/(m?s);在考虑疲劳度影响下的总疏散时间为4280.5s,大于在恒定速度下的总疏散时间为2286.5s;在考虑疲劳影响下的出口流量为0.23ped/(m?s),小于恒定速度下的0.43ped/(m?s)。由此说明疲劳度在人员的疏散影响中显著:疲劳度导致人员疏散速度明显减慢,疏散时间明显增加。(3)在实验疏散时间与模拟疏散时间相等的静态场取值范围内,静态场系数取值偏低会造成出口对在出口附近楼层的人员吸引力偏低,从而导致在出口附近楼层疏散实验与模型模拟出现偏差。优化后的静态场系数Ks由1.8调至2.0。通过统计分析修正了在考虑疲劳度影响下人员运动的速度公式。在考虑疲劳度影响下人员运动的速度公式中,第3层到第17层d的修正值δ=17.13。将优化后的静态场系数和速度公式代入疏散模型中进行与工况一相同场景的模拟,疏散实验与模型模拟在第8层、12层、16层、20层的拟合度分别是93.36%、91.28%、91.75%、91.19%。表明疏散实验与模型模拟的拟合度进一步提高,并且拟合度在各楼层较稳定,没有出现先降低后增大的现象。(4)提出了新的模型验证方法:采用xyz位置与时间构成的四维轨迹坐标对比疏散实验与模型模拟间的偏差。这种方法能更直观、有效地得出疏散实验与模型模拟间偏差出现的原因,提高模型验证的精度,并据此优化模型。