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原文传递基于BIM模型的地下轨道交通枢纽空间环境与应急疏散仿真研究

论文题名：	基于BIM模型的地下轨道交通枢纽空间环境与应急疏散仿真研究
关键词：	地下轨道交通枢纽;建筑信息模型;照明环境;室内通风;应急疏散
摘要：	地下轨道交通正处于快速发展建设阶段，如何提升轨道枢纽服务水平以保障系统通行能力具有重要研究意义。本研究基于BIM三维信息模型，重点围绕地下轨道交通枢纽空间光、声、空气环境设计需求及应急疏散关键问题开展研究，主要研究内容如下：　　首先，根据地下轨道交通枢纽室内空间的空间特征分析了枢纽照明、声学和空气环境的设计需求。针对传统设计方法的经验依赖性和低可视性问题，提出了基于BIM模型的地下轨道交通枢纽室内空间研究方法，并基于Bentley软件建立了基础土建BIM模型，为后续的室内空间环境研究和应急疏散研究提供了基本研究方法和BIM模型基础。　　其次，对建立的照明环境空间模型设置照度标准值、照度均匀度和设计眩光值参数，经可视化分析发现均匀型布置方案的照度均匀度是紧凑型的2.1倍，对均匀型布置方案，发现平行主轴方向的UGR比垂直的小10％；照度平均值由200lx提升到300lx，照度冗余区域占比从22.13%降至0.11%。通过BIM光照模拟与数据回归建立了照明单元密度和UGR的函数关系与照度均匀性三维量化评价方法。　　接着，对建立的声环境空间模型设置乘客数量、噪声源、吸声参数，实现了BIM声环境仿真模型分析。引入总等效吸声面积量化评价了三种混响时间计算公式的适用性。量化分析了吸声材料对于混响时间的影响，针对枢纽主要噪声频率500Hz，采用吸声材料方案对比无吸声材料方案，混响时间由7.17s降为0.28s，远小于规范要求1.5s。　　然后，提出了地下轨道交通枢纽通风设计指标。针对现行规范存在的空白，建立了基于PMV-PPD指标的BIM三维通风模型，研究表明在室内平均温度为24℃~26℃、室内平均风速接近0.3m/s条件下，PMV-PPD指标最优。量化分析了不同送风方向、速度与温度的影响并给出了推荐方案，垂直送风方向时，应设置送风温度为24~26℃，送风速度为0.8m/s；平行送风方向下，应设置送风温度为22℃，送风速度为1.4m/s~1.6m/s。　　最后，基于BIM模型研究枢纽应急疏散能力。对建立的应急疏散仿真空间模型设置乘客密度、乘客特征、设备状态，模拟得出乘客自主逃生工况下总逃生时长为415s，远长于最理想逃生时间271s。根据人员时、空仿真分布分析了通行能力受限的主要原因，基于发现的问题提出了以出口为导向的乘客编组疏散方案，并模拟了采取该方案的枢纽应急疏散状况，将乘客全部逃离枢纽的时间从415s缩短到了316s。建立了基于Dijkstra算法的应急逃生路径实时规划方法，提升了枢纽的整体通行能力。　　综上，本文综合利用BIM集成信息进行照明、声学、通风以及应急疏散仿真模拟，为枢纽建设提供可视化、数字化参考，研究成果有助于进一步建立全生命周期BIM技术应用体系，对于地下轨道交通枢纽的空间环境改善与应急疏散能力提升具有重要意义。
作者：	杨庆岩
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	罗桑
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2022