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基于元胞自动机的船舶人员火灾疏散研究
| 论文题名： | 基于元胞自动机的船舶人员火灾疏散研究 |
| 关键词： | 船舶人员火灾疏散;元胞自动机模型;A-Star算法;烟气扩散模型;烟气毒害指数 |
| 摘要： | 客船与通常的大型船舶不同，客船的经济属性决定了其内部结构多样，人员成分复杂，通道空间有限。遇到突发状况时，疏散往往会遇到拥堵、发生踩踏等情况，严重威胁乘客的生命。因此，对客船人群疏散的研究尤为重要。 人群疏散研究范围广泛，既有事故演化过程，又有人群疏散的行为过程。人群疏散行为受到外界环境影响，同时也受个体因素影响。传统研究方法是通过疏散演习观察人群疏散行为以得到研究数据，但是成本高、效率低。随着计算机技术在人群疏散领域中的应用，为研究人群疏散问题提供了新的途径。但是在模拟仿真时，往往对个体的行为表现和对外界环境的响应不能同时表达。同时，烟气是火灾环境中人群疏散活动的最大阻碍。研究火灾烟气环境下的人群疏散行为，需要人群疏散与火灾环境相结合。 构建一个合理的人群疏散模型，结合在火灾环境中研究人群疏散，才能准确描述个体以及人群的疏散行为特征，给出布局设计的合理化建议。 本文首先分析了客船火灾事件中的人群疏散行为特征，引入“动态场强”和“静态场强”的概念，表达在客船火灾环境中的人群疏散行为。 选择元胞自动机模型建立人群疏散模型，对信息感知、决策判断和动作控制三个模块进行分析，使用A-Star算法进行路径求解，得到人群疏散的行为模型。 分析船舶火灾事故中烟气对人群疏散的影响，研究烟气扩散模型特征，在元胞自动机模型中模拟火灾烟气扩散，使用烟气毒害指数研究客船布局对人群疏散的影响。 使用编程软件进行程序的编写，开发客船火灾环境下的人群疏散评估界面。以某客船的餐厅和公共休息区的火灾环境进行仿真模拟，通过个体的烟气毒害指数，统计受影响人群的数量和乘客的疏散效率。对当前舱室布局进行优化，得到对人群疏散效率更高的舱室布局。 |
| 作者： | 杜鸿力 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 颜声远;徐晓臻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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