建筑樓梯區(qū)域人員疏散行為的實驗與模擬研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展及人口的增長，人員密集公共建筑如影劇場館、體育場館及旅游景點建筑等得到迅速發(fā)展，然而這類建筑內往往會有大量人員集聚，因而在火災等危急情況下如何能夠安全高效的開展人群疏散已成為近些年來研究者關注的重點課題。由于建筑樓梯作為主要疏散通道具有其特殊的結構特性，針對人員通過建筑樓梯疏散過程的行為特性開展研究顯得及其重要。
　　本文主要對建筑樓梯區(qū)域內人員運動及疏散特性開展研究，詳細分析總結建筑樓梯內人員行為特性、擁擠狀態(tài)

2、、行人流動及樓梯間匯流行為，旨在為建筑樓梯的優(yōu)化設計及緊急情況下的人群管理提供數(shù)據(jù)支撐及科學建議。
　　首先在校園和景區(qū)不同樓梯區(qū)域內開展觀測實驗以獲取建筑樓梯區(qū)域人員基本運動特性。針對校園樓梯區(qū)域內人員運動過程，采用人工處理的方法獲取基本數(shù)據(jù)，進而采用方差分析及獨立樣本T檢驗對影響人員自由運動速度的因素進行分析;實驗結果表明:觀測樓梯、人員性別及群組因素對人員自由運動速度有顯著影響，其中群組是三個因素中影響最大的因素;此外性別與

3、群組對人員自由運動速度有交互作用，即性別在人員不存在群組情況下對人員運動速度的影響要大于存在群組情況下對人員運動速度的影響，而存在群組對男性自由運動速度的影響要大于對女性自由運動速度的影響。對于景區(qū)樓梯區(qū)域內人員運動過程，依據(jù)觀測數(shù)據(jù)對人員基本運動行為、人員統(tǒng)計信息、人員到達時間間隔與速度分布以及人員速度密度關系等進行分析研究?；趯皡^(qū)樓梯區(qū)域內人員運動過程的觀測發(fā)現(xiàn)人員在運動過程中的幾種典型行為，如并排行走、繞行、避讓、停留拍照、同

4、向跟隨及反向分層等;人員到達時間間隔概率隨人員到達時間間隔的增加呈下降趨勢，通過擬合可得到人員到達時間間隔的概率密度函數(shù)，進而得到人員到達時間間隔的期望值;人員在景區(qū)樓梯內運動速度相對較低，因而受密度的影響并不顯著。
　　為進一步分析高層建筑樓梯區(qū)域人員疏散特性，分別對疏散演習過程中人員通過樓梯的擁擠特性，樓梯間有無匯流情況下的人員運動特性以及兒童在建筑樓梯內的運動特性開展研究?；诿绹鴩覙藴逝c技術研究院所開展的疏散演習實驗的原

5、始數(shù)據(jù)，分析人員通過建筑樓梯的疏散效率，并采用提出的速度密度計算方法得到人員運動速度、密度及相應的速度密度關系，分析建筑樓梯區(qū)域人員疏散過程的擁擠特性。在九層建筑樓梯內開展人員運動實驗，通過分析人員運動過程時空分布、人員通過相鄰樓梯間平均運動速度以及人員通過各層樓梯的流率等參數(shù)分析無匯流過程及有匯流過程的人員運動特性;同時對兩種不同疏散過程的基本圖進行對比，并分析匯流過程對人員運動速度的影響。在五層教學樓樓梯間開展兒童運動實驗，研究了兒

6、童下樓及上樓運動特性，分析兒童在樓梯平臺運動速度差異，同時對不同場景下兒童運動過程的基本圖進行了分析。
　　基于樓梯間人員運動過程，構建了人員通過樓梯疏散計算模型，提出一種密度控制的策略以實現(xiàn)疏散過程中降低樓梯間人員數(shù)量的要求，之后構建樓層樓梯連接平臺匯流模型，該模型考慮了人員在樓梯內的偏好行走方向，樓層樓梯平臺內的轉身行為以及樓層樓梯行人不同的期望運動速度等因素，對不同樓梯結構的人員疏散過程開展研究，分析了樓梯間人員匯流過程。<