考虑密度-力耦合作用下人群拥挤机理的公共建筑性能化疏散设计方法研究

针对大型公共建筑人员密集，布局各异等特点，本研究基于人工智能和网络流等相关理论方法,从系统对象密集人群正常和紧急状况下的个体行为特征及群体运动规律着手，在传统人群疏散的宏观参数人群密度基础上引入微观个体拥挤力的耦合作用揭示人群拥挤和踩踏事故致因机理及动力学演化规律，对于个体之间拥挤力建模首次引入"动量定理"对经典"磁场力"模型进行改进，从而构建基于密度-力耦合作用的人群疏散动态模拟模型。在拟建的人群运动网络静态模型中充分考虑疏散设施空间复杂性与结构瓶颈之间的相互关系，通过蚁群算法进行流程控制，利用A*算法搜索网络路径。结合上述动-静态模型，基于多层协作机制进行大型公共建筑疏散模拟系统开发，从而为公共建筑性能化疏散设计提高一种新的方法。该研究不仅对大型公共建筑性能化安全疏散优化设计具有较高的应用价值，并且可为未来建筑性能化防火规范的有效实施提供技术支持。

针对大型公共建筑结构复杂，人员密集等特点，本研究考虑人员特性对疏散过程的影响，从系统对象密集人群正常和紧急状况下的个体行为特征及群体运动规律着手，在传统人群疏散的宏观参数人群密度基础上引入微观个体拥挤力的耦合作用揭示人群拥挤和踩踏事故致因机理及动力学演化规律，对于个体之间拥挤力建模首次引入“动量定理”对经典“磁场力”模型进行改进，从而构建典型公共建筑疏散事故风险定量模型。结合定量模型，基于密度与拥挤力在Repast平台上开发模拟系统进行大型公共建筑疏散模拟，为设计师寻找最佳的宽度来对建筑进行辅助性能化设计提供一种新的方法，同时通过研究相关建筑防火规范对公共建筑人员安全疏散设计要求的规定和制定理念，提出了我国公共建筑基于密度-力耦合的人群安全疏散设计性能化要求。本研究不仅对大型公共建筑性能化安全疏散优化设计具有较高的应用价值，并且可为未来建筑性能化防火规范的有效实施提供技术支持。