紧急疏散研究

《紧急疏散研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、兰州交通大学2013年大学生数学建模题目：教学楼紧急疏散研究参赛人1:姓名刘根学院自动化与电气工程学院班级参赛人2：姓名学院自动化与电气工程学院班级参赛人3：姓名学院—自动化与电气工程学院班级电气1001教学楼紧急疏散研究摘要在现如今社会，各类突发事件频频发生。当一旦发生，如果不能迅速让建筑物内的人员有组织有秩序的疏散撤离，那将会造成严重的人员伤亡，严重威胁公众的生命安全。学校的教学楼是一种人员非常集中的场所，由于学校教学楼开放的安全通道有限，加上缺少合理的人员疏散方案，造成师生上下课吋（尤其是雨天）的楼道拥堵，这样一旦发

2、生险情，就容易造成严重的人员伤亡。对于不同类型的建筑物，人员疏散问题的处理办法有较大的区别，在文章中分析了大型建筑物内人员疏散的特点，结合我校9号教学楼的结构形式设定地震场景人员的安全疏散，对教学楼的典型的地震突发事件场景作了分析，并对该建筑物中人员疏散的设计方案做出了初步评价，分析该建筑物中人员疏散设计的现状，提出一种人员疏散的基础，得出了一种在人流密度较人的建筑物内，地震中人员疏散时间的计算方法，并对学校领导提出有益的见解建议。关键词:人员疏散疏散方案疏散模型人流密度人流速度1•问题的重述1.1问题的背景学校的教学楼是

3、一种人员非常集中的场所，当发牛地震、火灾等安全事故，或晚自习突发停电等突发事件吋，师生需要尽快撤离事故现场，由于学校教学楼开放的安全通道有限，加上缺少合理的人员疏散方案，造成师生上下课时（尤其是雨天）的楼道拥堵。在灾难发生之时，建筑物内的人员是否能有组织、有秩序地撤离是有关人身安全保障的大问题。对于一个特定的建筑物，管理人员最关心建筑物内所有的人全部撤离完毕所用时间，以便于安排建筑物的出口以及撤离方案。这个问题可以通过反复的实际演习来解决。但多次反复的演习实际上是不可能的。理想的办法是通过理论上的分析得到。1・2问题的提出

4、现在考虑学校的9号教学楼，共六层，其中每层楼有两排教室，共四间，如图1,2：—Lu洗手间n「暮Blml齟180cm图11楼原平面图洗手间nA电'卢270吕图22楼原平面图为了发行方便对其进行简化处理，即将A、B、C、D四间教室都各划分为两间小教室，每间小教室对应一个门，如图3,4：图32、6楼简化平面图图41楼简化平血图楼里的师生们可以沿教室外的走道一直走到楼梯间下楼，试完成下面的问题：1.用数学模型来分析这栋教学楼的师生疏散所用的时间；2.根据建立的数学模型给岀最佳撤离方案；3.为方便紧急撤离，结合实际，就教学楼的设计方

5、案给出合化的建议；4.若教学楼按你预计的方案建设，考虑到不同年龄的学生的运动能力不同，为方便紧急撤离，给学校提供合理的教室安排方案。2.模型假设(1)楼道中与楼梯上无障碍物；(2)疏散时走道左右两边教室的人员各自排成一行独立有序行进，互不影响;(3)撤离人员间隔均匀H行进速度保持不变；(1)全部人员的反应时间是一样的；(2)地震时，老师与学生都在教室中；(3)队列中人的身体厚度相同；(4)在疏散过程中，在门口、楼梯口、由于瓶颈因素人流可能出现滞留，在此情况按排队等候型处理；(5)个体始终朝出口方向移动，不考虑心理层面对个体

6、的行为的影响；(6)忽略卡死与跌倒现象；(7)到一楼楼梯底即为逃脱。2.符号说明与名词解释3.1符号说明1.血为第2•层楼第丿•个教室中的人数；2.Li为第i个教室的门口到它前面一个教室的门口或出口的距离;3.D为教室门的宽度；4.H为楼房的层高；5.u是人流移动速度；6.勺是不发生拥挤时自由移动速度；7.p是人流密度；&b为肩宽；c为步长；£为身体厚度；9.楼梯宽度楼梯长度Z；10.走廊宽度/；11.〃为相邻个体间距，d=c-e:12.I为相邻楼层间的楼梯长度；13.人流的宽度：[D/b]o3.2名词解释(1)单行：人员

7、排成一列行走；(2)双行：人员排成两列行走；(3)人行流(人流)：运动的人员视为连续流动的介质，即人流。4.模型的准备4.1人行流(人流)的基本函数人流密度反应了人流内人员分布的稠密程度，通常是指单位面积内分布的人员的数目。Fegress认为人流密度指单位面积的疏散走道上的人员的水平投影面积，它是一个分数值，其大小为p=nf/{[(n-l)do+nwjbo/2}其中，n为一定面积的总人数；f为单位水平投影面积(m2);%人流间的间距(m);w为人流间的厚度(m)；5为疏散通道宽度(hi)。式中的单位水平投影面积反映整个人流

8、内人员投影面积的综合水平。Fegress将人流内的人员按不同的年龄段分为3类人:青年人、中年人、老年人，各类人员的投影面积可按实际测量得出取平均值，然后按各类人员在人流中的百分比求加权平均值，即f二xa+yb+zc式中，f为单位水平投影面积(n)2);x、y、刁分别为青年人、中年人、老年人平均的单人水平