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基于CA和SFM模型的双层岛式结构地铁站火灾疏散路线研究
| 论文题名： | 基于CA和SFM模型的双层岛式结构地铁站火灾疏散路线研究 |
| 关键词： | 地铁站;双层岛式结构;火灾疏散路线;CA模型;SFM模型 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通的不断发展，轨道交通在当今社会作用愈发明显，其中地铁站建设规模及数量不断扩大，其发生火灾概率和危险性也随之增高。尽管地铁站内设施和材料多为不燃与难燃材料，但根据历来统计结果火灾仍是地铁站最严重的威胁之一，且烟气是威胁人员疏散的主要原因。为研究典型地下双层岛式结构地铁站火灾情况下人员疏散情况，以国内某双层岛式地铁站为实例。首先进行了火灾现场实验，利用火灾模拟仿真进行校对，构建了合理的等比地铁火灾模型，得到了烟气扩散规律和烟气云图。再将元胞自动机模型与社会力模型进行耦合，考虑了人的自驱动力、人与人、人与周边环境之间的关系，分析了人员疏散过程中的堆积现象，得到了人员疏散路线和剩余人数曲线图。最后将烟气扩散规律与人员疏散情况相耦合，根据耦合结果对地铁站平面提出规划及建议和疏散路线的优化。主要研究内容和成果如下： 1.对该地铁站火灾进行理论分析，剖析了烟气在扩散过程中发生的传热传质现象，归纳与分析了地铁火灾烟气扩散模型，对地铁火灾人员疏散模型进行分类和总结，为后续地铁站烟气扩散规律分析和人员疏散模型选取提供理论指导。 2.通过火灾现场实验，分析了烟气沉降时间、温度变化规律等，得到烟气扩散规律，并为后续地铁火灾等比模型的构建奠定基础。该结果表明地铁站火灾烟气的传播受到主体结构和送排风影响较大，该站厅因出入口数量的不对称导致烟气呈现非对称扩散趋势，该站台烟气沉降区域主要集中在站台右端。 3.对该地铁站进行火灾模型的构建，并利用实验结果进行校对。该地铁火灾模型的烟气扩散规律与实验基本一致，并根据最小清晰高度得提取了更为直观的2m高度的烟气云图。发现在该高度中，站厅烟气主要分布在站厅中部区域，且烟气温度和浓度较高；站台烟气分区明显，且主要集中在站台右端部，随时间推移右端下侧区域烟气温度逐渐增加。该结果能为后续地铁火灾烟气分布与人员疏散情况耦合奠定基础。 4.将社会力模型中人的自驱动力、人与人、人与周边环境之间的影响因素加入到元胞自动机模型中，通过该耦合人员疏散模型得到了人员疏散路线和剩余人数曲线图，发现该地铁站闸机处和楼梯口出现不同程度拥堵和部分未利用情况，需在该区域进行人员分流引导。 5.将人员疏散模拟情况与地铁火灾烟气扩散规律耦合，研究了地铁火灾对人员疏散的影响情况，分析疏散过程的群体特征，提出了最优疏散路线，并针对地铁站平面中出入口、步行楼梯、承重柱等规划提出建议。 |
| 作者： | 吴进 |
| 专业： | 安全工程 |
| 导师： | 蔡治勇;吴子科 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆科技学院 |
| 学位年度： | 2022 |
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