基于Pathfinder高校图书馆火灾疏散研究

安徽建筑大学毕业设计(论文)专业安全工程班级13安全②班学生姓名方岩学号13201040204课题高校图书馆火灾风险及疏散研究指导教师余陶2017年05月25日毕业设计(论文)论文题目：高校图书馆火灾风险及疏散研究专业班级：13级安全工程（2）班作者姓名：方岩指导教师：余陶完成时间：2017年5月AnhuiJianzhuUniversityADissertationforBachelor’sDegreeResearchonFireRiskandEvacuationofUniversityLibrarySpeciality:SafetyEngineeringAuthor’sName:FangYanSupervisor:YutaoFinishedTime:May,2017摘要本文基于Pathfinder计算机安全疏散模拟软件对安徽建筑大学南区的校图书馆进行了人员模拟疏散研究与分析。首先根据图书馆结构图建立了简化版1:1图书馆实体模型，然后通过Pathfinder软件对其进行了人员模拟疏散分析，探究了校图书馆安全出口的完全开放与否对安全疏散的影响，分析了拥堵现象对疏散时间的影响和量化了图书馆最大安全容纳人数。研究结果表明：安全疏散出口全部开放会大大缩短疏散所用时间，且拥堵现象正是影响疏散时间的主要因素；通过分析与计算，得出了图书馆内人员的总数（N）与所需安全疏散时间（RSET）之间的经验公式，并以此计算出了校图书馆最大安全容纳人数。最后就研究结果，对图书馆管理人员与其安全疏散对策提出了若干建议。关键字：Pathfinder;人员疏散模拟；数值模拟AbstractBasedonthePathfindercomputerevacuationsimulationsoftware,thispaperstudiesandanalyzesthepersonnelevacuationoftheschoollibraryintheSouthernDistrictofAnhuiUniversityofArchitecture.Firstly,asimplifiedlibraryversion1:1librarymodelisestablishedaccordingtothelibrarystructurediagram.Then,thepersonnelsimulationmodelissimulatedbyPathfindersoftware,andtheinfluenceofthesafeopeningoftheschoollibraryonthesafeevacuationisexplored.Theimpactofthecongestionontheevacuationtimeandquantifythemaximumnumberofpeopleinthelibrary.Theresultsshowthattheopeningofsafeevacuationanddischargewillgreatlyshortenthetimeofevacuation,andthecongestionisthemainfactoraffectingtheevacuationtime.Throughtheanalysisandcalculation,thetotalnumberofpersonnelinthelibrary(N)andtherequiredevacuationTime(RSET)betweentheempiricalformula,andtocalculatetheschool'slargestsafestoragecapacity.Finally,somesuggestionsareputforwardforthelibrarymanagementpersonnelandtheirsafeevacuationmeasures.Keywords：Pathfinder,Personnelevacuationsimulation,NumericalSimulation目录第一章绪论.....................................................................................81.1选题情况与背景依据...............................................................81.2研究现状................................................................................101.2.1人员运动行为规律研究................................................111.2.2人员疏散过程模拟研究................................................12第二章火灾安全疏散........................................................................132.1介绍........................................................................................132.2疏散过程确定性和随机性的数学表达式..............................142.2.1人疏散过程的数学表达式............................................142.2.2拉丁超立方抽样法........................................................172.2.3拉丁超立方抽样法对疏散过程中的不确定因素............18第三章模型建立...............................................................................193.1校南区图书馆情况介绍............................................................193.2图书馆模型与人员模型的建立.............................................203.2.1图书馆模型的建立........................................................203.2.2建立疏散人员模型........................................................20第四章模拟与分析............................................................................224.1疏散模拟................................................................................224.1.1疏散人数为800人时的模拟.........................................224.1.2疏散人数为1000人时的模拟....................................234.1.3疏散人数为1500人时的模拟.......................................234.1.4疏散人数为1800人时的模拟.......................................234.2模拟后分析............................................................................284.2.1多安全出口对疏散时间的影响...................................284.2.2人员拥堵对疏散速度的影响.........................................294.2.3对图书馆最大安全人流量的分析....................................30第五章结论与展望............................................................................335.1结论........................................................................................335.2展望.......................................................................................33参考文献...............................................................................................35致谢.......................................................................................................37第一章绪论1.1选题情况与背景依据火灾是指可燃物发生燃烧时在时间上失去控制（或在空间上失去控制）。在人类历史上的各种各类的灾害中，火灾是对人最具威胁的灾害之一。人同动物相比最大的进步是可以使用和利用火，而人对火的使用从有人类历史之前就存在。所以说火在给人类带来了历史的同时也给人类带来了伤害，而人在使用火的历史中也一直在分析与总结火给人们带来的伤害。所以当火灾到来时，人们要尽快和安全的逃生。火对于人来说是一柄双刃剑，光近期在我国范围内就有多起血的教训。据公安部消防局的数据，2017年第一季度，全国共接报火灾8万余起，直接造成了近8亿元的财产损失，伤亡人数加起来更是有800多人之多。从直接导致火灾发生的因素看来，因违反安全规定，乱接或线路老化等原因造成的火灾共2.4万起，占总数的29.8%；由人员使用失误而造成的火灾共1.6万起，占总数的20.3%；此外，烟头引发的占7.1%，滥用火源引发的占6%，由生产活动不慎引发的占3.1%，自燃的占3.2%，恶意纵火引发的占1.4%，起火原因不明确（不能排除两种以上原因）的占4.9%，遗留火种等其他原因引发的占20.2%，原因仍在调查的占4%。由此可见火灾伴自始至终都随着人类社会，给人类社会带来巨额的经济损失与人员损失。时刻威胁着人们的生命与财产安全。虽然一直以来人类并没没有放弃对火灾的防治与相关方面的研究，但就目前的科技水平而言，火灾的发生依旧不可避免。因此，如何在火灾来临时合理减损成为人类不得不考虑的问题。我国的科学发展观强调一切以人为本、可持续发展。城市作为整个社会文明积累的聚集区，是实现整个国家现代化的关键点，其安全水平至关重要。然而，现实中却有众多不安全的危险源威胁着人类社会的安全与安定，例如：失火、爆炸、化工泄漏等，属于典型的危害人类安全环境的问题。随着我国GDP的数额越来越巨大和国民过上了物资与心理生活都十分满足的生活，数量众多的高层建筑如：写字楼、商场等被建了起来，出现了许多拥有大量人员存在的建筑物，例如：购物中心、车站、地铁、体育馆和公共娱乐场所等。与此同时，建筑火灾的风险及其可能造成的损失也随之大大增加（表。近年来，发生在公共建筑中的造成群死群伤的重特大火灾事故时有发生，比如：（1）黑龙江仓库火灾事故2017年3月黑龙江大市场的三层仓库发生火灾，火焰覆盖面积达1.3万平方米。该