摘 要

随着我国城市化的不断推进，城市人口密度呈现快速增长的趋势，面对如此大的人口密度，在紧急情况下的人员疏散问题也得到越来越多的重视，而疏散过程中障碍物对疏散的影响同样是一个不得不面对的难题，国内外人员疏散领域对这方面的研究尚少。本文就障碍物对人员疏散影响情况进行数值模拟研究，分析不同情况下对疏散的影响效果及理论上障碍物对疏散的作用。利用Pathfinder人员疏散模拟软件，从障碍物的宽度、障碍物与出口之间的距离和障碍物的布局方面进行模拟研究。针对三种情况通过设置合适的人员和环境参数分别设置试验分组进行模拟，借助于origin软件和Pathfinder软件得出不同情况下人员疏散的总时间和出口有效利用率，分析障碍物对疏散过程的影响。结合试验模拟场景理论分析得到，障碍物的存在从增加人员的疏散路径、降低出口的有效利用率、对人的心理的影响三方面作用于疏散过程，增加疏散时间：不同障碍物情况下对疏散的影响效果不同，比较得到障碍物的宽度越小，障碍物与出口之间的垂直距离越大，并且障碍物对出口的遮挡面积越小越有利于人员的疏散。但当障碍物与出口之间的距离大于障碍物宽度或者障碍物对出口未造成遮挡时，人员疏散效果不再受这三个因素的影响。试验结论可以为以后大型建筑物内的设施布局和密集人群的疏散提供一定的指导和技术支持，对紧急情况下的人员疏散具有重大意义。

关键词：障碍物；人员疏散；数值模拟；Pathfinder

Abstract

With the development of urbanization in China, the urban population density showed a trend of rapid growth. In the face of such a large population density, evacuation in case of emergency has drawn more and more attention and evacuation under obstacles comes to be project that we have to face. There is little research about it in domestic and foreign evacuation area. In this paper, the impact of obstacles on process of evacuation is studied by digit simulation, and it show the analysis of the effect of different conditions on the evacuation and how obstacles play a role on the evacuation. We study from the obstacle width, the distance between export and the layout of obstacles through setting appropriate personal and environment parameter by Pathfinder which is an evacuation software. Using Origin and Pathfinder, we obtained the evacuation time and export effective utilization under obstacles that in different conditions and analysis the impact. The result shows existence of obstacles increases evacuation time by raising personal evacuation routes, reducing the effective utilization rate of export, and playing a negative effect on human psychology. Different obstacles show different impact. It comes a conclusion that smaller width of obstacles, greater vertical distance between obstacle and export, smaller area that obstacles shield on exports makes better effect. However, when the distance between the obstacle and exit is greater than the width of the obstacle or the obstacle shade no exit, the evacuation effect is no longer affected by the three factors. The results can provide guidance and technical support for the layout of facilities and the evacuation of dense crowd in large buildings in the future, and it is of great significance for emergency evacuation.

Keyword: obstacle; evacuation; digit simulation; Pathfinder

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 研究内容和方法 3

第2章 软件介绍 5

2.1基本原理 5

2.2功能简介 5

第3章 障碍物对疏散的理论影响作用和作用因素 7

第4章 模拟仿真 8

4.1 模拟准备 8

4.1.1 场景设定 8

4.1.2居住者参数设定 8

4.2模拟仿真 9

4.3仿真模拟结果 11

4.3.1无厚度障碍物正对出口中央 11

4.3.2有厚度障碍物正对出口中央 12

4.3.3无厚度障碍物分布在出口侧面分组 12

4.4结果分析 12

4.4.1无厚度障碍物正对出口中央 14

4.4.2有厚度障碍物正对出口中央 18

4.4.3无厚度障碍物分布在出口侧面分组 20

4.4.4对障碍物对疏散过程作影响作用验证 25

第5章 结论 27

第6章 本文的不足和展望 28

6.1本文的不足 28

6.2对未来的展望 28

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

近年来，随着经济的快速发展，公共安全问题越来越受到人们的关注，在紧急情况下的人员安全疏散问题也成为当前研究的热点问题。现有的人员疏散研究工作主要集中在人员之间的相互作用、能见度的影响、出口位置和宽度的影响以及出口选择的影响，但是在现代建筑物内部甚至出口附近存在着各种各样的设施，这些设施在紧急情况下对人员疏散构成阻碍，这也是一个不容忽视的因素。因此我们通过研究障碍物对人员疏散的影响，为紧急情况下建筑物内密集人群的安全疏散提供一定的指导，同时为安全出口的布置和维护提供建议。

本章节主要介绍人员疏散的背景和意义、研究内容及方法，明确本文的研究意义和方向。

1.1 研究背景和意义

经济的快速发展，促使城市化的进程不断加快，越来越多的农村人口涌入城市，加上中国自古以来人多地少的矛盾，城市的人口密度不断增大。现代大型建筑一般都具有功能繁多、空间种类丰富、人流量大、火载荷大等特点，一旦发生紧急情况，如火灾，恐怖袭击、地震，很容易造成重大或特大人员伤亡和直接的经济损失。因此紧急情况下，在允许的疏散时间范围内，在人或贵重物品未受到重大伤害之前，及时撤离到安全区域对保护公民的生命和财产损失具有重大意义。

然而大型建筑物人员密度大，流量大的特点，使得人长期处于一种不稳定的状态，在突发火灾情况下等紧急情况下进行紧急疏散极易出现拥挤、踩踏等事故。同样的，在大型建筑物室内如大型购物商场、集体宿舍、地铁站、长途汽车站，也存在上述种种公共安全问题，更为糟糕的是大型建筑物内部通常存在各种各样的服务或监管设施，像违规设立的服务台、室内景观等，当危险来临时，这些服务设施反而成为人员疏散的障碍，对人员疏散起到负面影响，近年来这类问题屡见不鲜，导致多场惨剧发生。