大型公共建筑火災(zāi)逃生環(huán)境風(fēng)險測度與導(dǎo)航路徑優(yōu)化.pdf

1、我們生活在一個不平凡的世界。人類社會幾千年的發(fā)展創(chuàng)造了豐碩的物質(zhì)文明和精神文明。同時，我們也生活在一個不平靜的世界。每年發(fā)生的大量的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共安全突發(fā)事件以及日益增多的恐怖襲擊在給社會造成巨大損失的同時也帶走了千千萬萬個寶貴的生命。因此，安全問題受到各個國家的普遍重視。突發(fā)事件應(yīng)急管理研究也是各國學(xué)者共同關(guān)注的問題。
　　建筑是人類文明的象征，也是現(xiàn)代人們進行大多數(shù)行為活動的主要空間。大型公共建筑與普通建筑物相比較，

2、具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人員密集、財富集中的特點。發(fā)生在大型公共建筑內(nèi)的突發(fā)事件無疑會帶來更嚴(yán)重、更廣泛的經(jīng)濟、環(huán)境、社會影響。相對比于其他類型的突發(fā)事件，火災(zāi)的爆發(fā)頻率比較高，在大型公共建筑突發(fā)事件中比較具有代表性。而相對于物質(zhì)財富和文化成果而言，人的生命更加寶貴。如何在極端復(fù)雜的大型公共建筑火災(zāi)條件下，保障逃生者安全、快速地逃離災(zāi)害現(xiàn)場是本文的主要研究內(nèi)容。
　　建筑火災(zāi)是一個動態(tài)的破壞過程，逃生者所處的環(huán)境瞬息萬變，火災(zāi)及其蔓延產(chǎn)物所

3、帶來的環(huán)境風(fēng)險時刻威脅著逃生者的生命安全。在這樣復(fù)雜多變而又極度危險的環(huán)境下尋找到正確的逃生道路、迅速撤離火災(zāi)現(xiàn)場，對每一位逃生者都是極大的生存挑戰(zhàn)。
　　本文從對大型公共建筑火災(zāi)環(huán)境與逃生互動行為分析入手，討論了建筑火災(zāi)特性與建筑火災(zāi)主動、被動防御系統(tǒng)在火災(zāi)環(huán)境下的作用。通過對建筑火災(zāi)逃生安全分析，歸納了建筑火災(zāi)環(huán)境下存在的主要風(fēng)險類型（高溫、毒氣、濃煙、坍塌），并應(yīng)用微效用積累作用模型將其對逃生者的影響作用定量化表達。通過建筑

4、火災(zāi)環(huán)境下逃生者心理與互動行為分析逃生者選擇路徑的過程與機理，為大型公共建筑火災(zāi)逃生導(dǎo)航提供必要的理論依據(jù)。
　　建筑火災(zāi)破壞性的復(fù)雜動態(tài)過程會產(chǎn)生多種危及逃生者生命安全的環(huán)境風(fēng)險。為了能對逃生路徑上的火災(zāi)環(huán)境風(fēng)險客觀、準(zhǔn)確地評價，首先需要明確火災(zāi)環(huán)境風(fēng)險的種類及其相互之間的關(guān)聯(lián)。本文應(yīng)用空間數(shù)據(jù)挖掘方法構(gòu)建適用于建筑火災(zāi)環(huán)境風(fēng)險挖掘的多層次空間聚類模型，實現(xiàn)大型公共建筑火災(zāi)應(yīng)急逃生智能導(dǎo)航系統(tǒng) IENS Fire Guide在G

5、IS數(shù)據(jù)庫中的火災(zāi)環(huán)境風(fēng)險挖掘的功能。
　　建筑火災(zāi)逃生路徑存在的多種風(fēng)險在一定程度上會共同影響逃生者的生命安全。本文采用ESDA技術(shù)發(fā)掘空間數(shù)據(jù)中隱藏的不同類型風(fēng)險之間以及風(fēng)險與逃生者動態(tài)網(wǎng)絡(luò)流之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。為了客觀地評價建筑火災(zāi)這種極度復(fù)雜環(huán)境下不同類型風(fēng)險對逃生者的影響作用，正確評價不同類別的風(fēng)險之間以及風(fēng)險與逃生者動態(tài)網(wǎng)絡(luò)流之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，本文通過構(gòu)建單變量空間依賴性判別模型和雙變量空間相關(guān)性評價模型，實現(xiàn)不同類別風(fēng)險之

6、間以及風(fēng)險與逃生者動態(tài)網(wǎng)絡(luò)流之間的相關(guān)性評價。并在此基礎(chǔ)上，建立大型公共建筑逃生O-D路徑環(huán)境風(fēng)險評價模型，描述出建筑火災(zāi)逃生網(wǎng)絡(luò)中每一條路段上的逃生概率P和在該路段上消耗的逃生時間 T，為基于逃生概率的最短逃生時間消耗網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，尋找最佳逃生路徑，實現(xiàn)智能逃生導(dǎo)航提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和算法保障。
　　在對建筑逃生路網(wǎng)評價的基礎(chǔ)上，本文應(yīng)用有條件的最小資源消耗網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，構(gòu)建基于逃生概率的最短逃生時間消耗網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，用以在建筑火災(zāi)

7、環(huán)境下的逃生者動態(tài)流網(wǎng)絡(luò)中尋找最安全且最快速的逃生道路?；谔由怕实淖疃烫由鷷r間消耗網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型不僅能夠為個體逃生者提供雙路徑優(yōu)化方案，并且能夠為群體逃生者提供 n級動態(tài)逃生路徑優(yōu)化策略，以滿足群體安全快速逃生的需求。
　　為了滿足逃生者又安全又快的逃生需求，實現(xiàn)大型公共建筑火災(zāi)群體應(yīng)急逃生策略最優(yōu)的目標(biāo)，本文基于大型公共建筑智能逃生空間理論討論如何構(gòu)建大型公共建筑火災(zāi)應(yīng)急逃生智能導(dǎo)航系統(tǒng) IENS Fire Guide。IEN