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基于蚁群算法的高速列车火灾隧道区间停车人员疏散研究
| 论文题名： | 基于蚁群算法的高速列车火灾隧道区间停车人员疏散研究 |
| 关键词： | 蚁群算法;高速铁路;隧道火灾;人员疏散;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路隧道运营的重要性日趋突出。目前，国内外对隧道火灾时人员的疏散大多从宏观层面进行研究，且对于火灾产生的烟雾场、温度场等对于人员疏散路径选择的影响考虑较少，仅仅考虑火灾产生的烟雾、高温气体和CO对人员的伤害作用，割裂了烟雾、高温气体和CO既会影响人员疏散路径的选择，亦会造成人员伤亡。本文以列车中部火灾隧道区间紧急停车这一工况为计算背景，利用数值模拟得到火灾的烟雾场、温度场等人员逃生的基础环境数据后，以编程工具编写的改进蚁群算法为研究工具，对外界疏散环境、人员间相互作用以及疏散人员心理活动等因素进行了综合而系统研究。 通过数值模拟手段，本文对列车中部火灾隧道区间紧急停车工况进行研究，分析了该工况下的车厢和隧道的温度场、烟雾场的分布规律，得到了各个通风工况下人员疏散时的火灾烟雾场、温度场等数据，为后续基于改进蚁群算法的人员疏散提供基础坏境数据。仅仅考虑温度场和烟雾场的角度下，最优通风方案为主隧道风速4m/s，横通道2m/s。 基于改进的蚁群算法，将人员的组成情况和关键节点的通行能力等约束条件带入人员疏散的蚁群算法模型，以考虑疏散环境和人员拥挤度下的最短疏散时间为优化目标，以关键节点的通行能力为约束条件，编写了综合考虑烟雾场、温度场等疏散环境、人员相互关系以及疏散人员心理的人员疏散优化模型的程序，为后续的人员疏散研究提供基础模型和研究工具。 基于上述研究，以CO和温度的共同伤害值为判据，在合适的停车工况下，计算6种通风方案、6种疏散方案共计36种组合方案下各个方案的人员伤亡值，以最小伤亡值为目标，得到合理的通风和人员疏散方案。结果表明：横通道控制风速应不小于1.5m/s，主隧道控制风速应不小于3m/s时，方可保证全列车的人员安全疏散；列车下风口的人员，应该尽可能从最靠近列车的横通道进行疏散，尽量避免沿着横通道下游进行疏散；处于上风口的人员，建议沿着隧道轴线方向朝着远离火源的方向疏散，如果火灾规模不大，可以考虑穿越着火区域。 |
| 作者： | 刘霁 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 夏永旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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