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突发事件下多室内人群的疏散动力学行为及交通能耗的研究
| 论文题名： | 突发事件下多室内人群的疏散动力学行为及交通能耗的研究 |
| 关键词： | 行人疏散;元胞自动机;交通能耗;流体力学 |
| 摘要： | 近年来，随着经济不断向前发展，城市化进程进一步加快，人口迅猛增加，许多大型的公共场所如体育馆、购物商场、展览中心等不断涌现。发生火灾、地震、恐怖事件等紧急突发事件时人员伤亡惨重，对社会造成的危害巨大。因此，研究如何快速及时地疏散紧急情况下的人群，意义重大。本文利用元胞自动机模型对紧急情况下室内人群经走廊疏散进行模拟，探讨存在逆向行人时室内出口设置对人群经走廊疏散的影响。 同时，车辆保有量的快速增长，导致交通堵塞加剧、车辆交通事故增多、车辆排放量增大、环境污染严重、能源稀缺等一系列与车辆交通相关的问题，这些现已成为世界性的问题。因此，如何利用现有知识体系最大限度地挖掘出现有交通设施的通行能力同时降低能源消耗，具有十分重大的意义。本文利用宏观交通流模型讨论如何计算道路上车辆行驶时的能量耗散，最后用NaSch模型讨论十字道路红绿灯周期、道路车辆入流概率和出流概率对交通车辆的启动动能的影响。 本文主要工作如下： (1)根据元胞自动机静态场模型，对室内低密度和高密度人群经走廊疏散进行模拟。研究出口的设置对人群疏散的影响。通过研究表明，疏散人群密度低时，室内出口设置离走廊出口越远，人群全部疏散所用时间越少，室内出口的设置越优。疏散人群密度高时，室内出口设置离走廊出口越近，人群全部疏散所用时间越少，室内出口的设置越优。 (2)根据动能减少量就是能量耗散量的定义，在几个经典宏观交通流模型基础上，提出计算能量耗散的公式，讨论宏观交通流模型中影响能耗的因素，并与元胞自动机模型中的作对比。经过分析讨论得出，宏观交通流模型能耗不同于元胞自动机交通模型，其能耗不仅与车流速度的减少有关，而且还受通过该路段车流的能量通量影响。通过对满足黎曼初始条件的道路能耗和道路交通瓶颈处能耗的计算和理论分析，表明交通拥堵处，能量耗散比较高，而且能量耗散的变化也能反映交通拥堵产生及消散的情况。 (3)根据元胞自动机启动动能的定义，当红绿灯间隔及车辆出入流概率不同时对十字路口处的总启动动能的影响。经过数值模拟及分析讨论得出，进车概率越大，出车概率越小，道路中的车辆越拥挤，红绿灯周期越小，越频繁地在十字路口及道路出口处形成往后传递的密度波，道路总启动能耗越大。 最后，总结了本文的工作，对今后行人疏散及能耗的研究进行了展望。 |
| 作者： | 梁家源 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 薛郁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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