高校典型學(xué)生群樓梯疏散的實驗與模擬研究.pdf

1、垂直方向上的樓梯具有不同于水平疏散的特殊性，目前國內(nèi)外對樓梯行人流的疏散研究大多集中在常態(tài)的實地觀測，對緊急情況和可控實驗下的樓梯行人流特征的研究比較少。本論文綜合人流觀測、疏散演習(xí)、疏散實驗和計算機模擬等方法研究我國高校典型學(xué)生群的樓梯疏散行為特征，研究結(jié)果可為各個高校制定突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本文首先通過采集高校學(xué)生群日常下課和疏散演習(xí)的運動基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，觀測錄像的統(tǒng)計分析，獲得了典型學(xué)生群流動特征及不同尺寸、不

2、同情況的樓梯行人流的密度—速度—流量的定量關(guān)系。結(jié)果表明：樓梯行人運動具有一些典型特征，如轉(zhuǎn)彎處的排隊現(xiàn)象、樓梯口處的匯流、伙伴關(guān)系、個體影響群體運動等；樓梯上的運動明顯低于水平運動，正常情況下的行人流中，行人數(shù)量及初始速度對流量有較大的影響，樓梯尺寸及坡度也有潛在的影響；不同情況下的人流特性差異比較明顯，緊急情況時的擁擠程度遠大于正常情況，密度對速度的影響更為明顯；緊急情況下的不同段的樓梯疏散中，樓梯底部積聚現(xiàn)象和樓梯寬度對疏散效率都

3、有一定的影響。
　　 其次通過設(shè)置不同的實驗場景，采集高校學(xué)生群突發(fā)情況下的樓梯疏散基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲得學(xué)生人群樓梯疏散密度—速度—流量的數(shù)據(jù)并進行函數(shù)擬合，從而得到不同開口條件下樓梯的行人流特征。通過特征原因分析，發(fā)現(xiàn)開口狀態(tài)、男女差異、小群體個數(shù)和構(gòu)型對疏散時間和運動速度有顯著影響：單出口狀態(tài)下的人流返回會導(dǎo)致疏散時間增加；小群體人員數(shù)比較多時會出現(xiàn)斜V字型運動特征。
　　 最后利用元胞自動機建立了多障礙物多出口條件下的疏