教學(xué)樓緊急疏散研究

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1、...蘭州交通大學(xué)2013年大學(xué)生數(shù)學(xué)建模題目：教學(xué)樓緊急疏散研究參賽人1：姓名劉根學(xué)院自動化與電氣工程學(xué)院班級電氣1001參賽人2：姓名徐灝學(xué)院自動化與電氣工程學(xué)院班級電氣1001參賽人3：姓名陳子健學(xué)院自動化與電氣工程學(xué)院班級電氣1001WORD格式整理...教學(xué)樓緊急疏散研究摘要在現(xiàn)如今社會，各類突發(fā)事件頻頻發(fā)生。當(dāng)一旦發(fā)生，如果不能迅速讓建筑物內(nèi)的人員有組織有秩序的疏散撤離，那將會造成嚴重的人員傷亡，嚴重威脅公眾的生命安全。學(xué)校的教學(xué)樓是一種人員非常集中的場所，由于學(xué)校教學(xué)樓開放的安全通道有限，加上缺少合理的人員疏散方案，造成師生上下課時（尤其是雨天）的樓道擁堵，這樣一旦發(fā)生險情，

2、就容易造成嚴重的人員傷亡。對于不同類型的建筑物，人員疏散問題的處理辦法有較大的區(qū)別，在文章中分析了大型建筑物內(nèi)人員疏散的特點，結(jié)合我校9號教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)形式設(shè)定地震場景人員的安全疏散，對教學(xué)樓的典型的地震突發(fā)事件場景作了分析，并對該建筑物中人員疏散的設(shè)計方案做出了初步評價，分析該建筑物中人員疏散設(shè)計的現(xiàn)狀，提出一種人員疏散的基礎(chǔ)，得出了一種在人流密度較大的建筑物內(nèi)，地震中人員疏散時間的計算方法，并對學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)提出有益的見解建議。關(guān)鍵詞:人員疏散疏散方案疏散模型人流密度人流速度WORD格式整理...1.問題的重述1.1問題的背景學(xué)校的教學(xué)樓是一種人員非常集中的場所，當(dāng)發(fā)生地震、火災(zāi)等安全事故，或

3、晚自習(xí)突發(fā)停電等突發(fā)事件時，師生需要盡快撤離事故現(xiàn)場，由于學(xué)校教學(xué)樓開放的安全通道有限，加上缺少合理的人員疏散方案，造成師生上下課時（尤其是雨天）的樓道擁堵。在災(zāi)難發(fā)生之時，建筑物內(nèi)的人員是否能有組織、有秩序地撤離是有關(guān)人身安全保障的大問題。對于一個特定的建筑物，管理人員最關(guān)心建筑物內(nèi)所有的人全部撤離完畢所用時間，以便于安排建筑物的出口以及撤離方案。這個問題可以通過反復(fù)的實際演習(xí)來解決。但多次反復(fù)的演習(xí)實際上是不可能的。理想的辦法是通過理論上的分析得到。1.2問題的提出現(xiàn)在考慮學(xué)校的9號教學(xué)樓，共六層，其中每層樓有兩排教室，共四間，如圖1,2：圖11樓原平面圖圖22~6樓原平面圖WORD格

4、式整理...為了發(fā)行方便對其進行簡化處理，即將A、Ｂ、Ｃ、Ｄ四間教室都各劃分為兩間小教室，每間小教室對應(yīng)一個門，如圖3,4：圖32~6樓簡化平面圖圖41樓簡化平面圖樓里的師生們可以沿教室外的走道一直走到樓梯間下樓，試完成下面的問題：1.用數(shù)學(xué)模型來分析這棟教學(xué)樓的師生疏散所用的時間；2.根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型給出最佳撤離方案；3.為方便緊急撤離，結(jié)合實際，就教學(xué)樓的設(shè)計方案給出合化的建議；4.若教學(xué)樓按你預(yù)計的方案建設(shè)，考慮到不同年齡的學(xué)生的運動能力不同，為方便緊急撤離，給學(xué)校提供合理的教室安排方案。2.模型假設(shè)(1)樓道中與樓梯上無障礙物；(2)疏散時走道左右兩邊教室的人員各自排成一行獨立有

5、序行進,互不影響；(3)撤離人員間隔均勻且行進速度保持不變;WORD格式整理...(1)全部人員的反應(yīng)時間是一樣的；(2)地震時，老師與學(xué)生都在教室中；(3)隊列中人的身體厚度相同；(4)在疏散過程中，在門口、樓梯口、由于瓶頸因素人流可能出現(xiàn)滯留，在此情況按排隊等候型處理；(5)個體始終朝出口方向移動，不考慮心理層面對個體的行為的影響；(6)忽略卡死與跌倒現(xiàn)象；(7)到一樓樓梯底即為逃脫。3.符號說明與名詞解釋3.1符號說明1.Nij為第層樓第個教室中的人數(shù)；2.為第個教室的門口到它前面一個教室的門口或出口的距離；3.為教室門的寬度；4.為樓房的層高；5.是人流移動速度；6.是不發(fā)生擁擠時

6、自由移動速度；7.是人流密度；8.為肩寬；為步長；為身體厚度；9.樓梯寬度；樓梯長度；10.走廊寬度；11.為相鄰個體間距，；12.為相鄰樓層間的樓梯長度；13.人流的寬度：。3.2名詞解釋(1)單行：人員排成一列行走；(2)雙行：人員排成兩列行走；(3)人行流(人流)：運動的人員視為連續(xù)流動的介質(zhì)，即人流。4.模型的準備4.1人行流(人流)的基本函數(shù)人流密度反應(yīng)了人流內(nèi)人員分布的稠密程度,通常是指單位面積內(nèi)分布的人員的數(shù)目。Fegress認為人流密度指單位面積的疏散走道上的人員的水平投影面積,它是一個分數(shù)值,其大小為WORD格式整理...p=nf／｛［(n-1)d0+nw］b0/2｝其中

7、,n為一定面積的總?cè)藬?shù);f為單位水平投影面積(m2);d0人流間的間距(m);w為人流間的厚度(m);b0為疏散通道寬度(m)。式中的單位水平投影面積反映整個人流內(nèi)人員投影面積的綜合水平。Fegress將人流內(nèi)的人員按不同的年齡段分為3類人:青年人、中年人、老年人,各類人員的投影面積可按實際測量得出取平均值,然后按各類人員在人流中的百分比求加權(quán)平均值,即f=xa+yb+zc式中,f為單位水平投影面積(m2);x、y、z分