面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统研究

论文摘要

目前,国内大型剧院场馆、体育场馆、会展中心等公共建筑越来越多。作为大规模群众活动的大型设施,大型场馆往往是一个地区乃至城市的重要公共活动中心。由于这类建筑具有内部功能综合、技术设施复杂、人员高度集中等特征,潜在安全隐患较多,一旦发生事故,极易造成严重伤亡和重大经济损失,并会带来恶劣的社会影响。针对大型场馆复杂室内环境下应急疏散需求,本文基于移动GIS建立了大型场馆应急疏散模型和决策优化方法,阐述了如何利用移动GIS分析和优化室内复杂环境下最优路径,从理论和技术的角度为系统的设计及其实现的可行性奠定了基础,并在此基础上对面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统进行设计与实现。本文重点做了以下几个方面的工作：1.面向大型公共场馆应急疏散模型的建立在进行应急疏散建模的过程中需要考虑到疏散人员个体特征、人流密度、疏散环境等多方面的因素。本文采用一种基于人流密度的疏散速度计算方法,结合物联网环境监测技术和基于网格化设计的空间距离的计算,进行对公共场馆室内环境应急疏散的建模。2.基于物联网感知技术的应急疏散路径分析无线传感器网络(WSN)具有自组织、可快速部署、屏蔽性强、无人值守等优点。本文采用WSN进行室内温、湿、亮度等环境数据的采集,为面向大型场馆应急疏散路径分析提供实时数据。3.针对大型公共场馆复杂室内环境的移动GIS数据库的合理化设计本文对大型场馆室内环境采用网格化的管理,根据大型场馆的建筑结构和功能区域划分网格,将场馆的建筑结构及相应的环境参数作为网格区域的属性保存在空间数据库中。这种设计优化减少了数据的重复存储,优化了数据的存储结构。4.基于ArcGIS Server的移动GIS应用设计与实现本文采用ESRI公司出品的ArcGIS Serve组件作为系统开发平台,结合WLAN、WSN等多项技术,提出了一套基于移动GIS的室内环境下移动客户端应急疏散实现方案。该方案将主要数据存储和计算放在服务器端实现,减轻了移动客户端的负担,提高了系统的运行效率。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 移动GIS概述

1.3 国内外应急疏散研究现状

1.3.1 国内应急疏散研究

1.3.2 国外应急疏散研究

1.4 主要研究内容

第二章移动GIS相关技术分析

2.1 智能终端设备载体

2.2 嵌入式地理信息系统

2.3 空间数据

2.4 移动管理

2.5 无线通信技术

2.6 本章小结

第三章面向大型场馆的应急疏散模型和决策优化

3.1 大型场馆特性分析

3.1.1 大型场馆结构复杂、设施繁多,给移动GIS提出了新的挑战

3.1.2 室内环境复杂性、多样性,给移动GIS应用带来困扰

3.1.3 大型场馆多管理系统,给突发事件下应急管理提出了更高的要求

3.2 面向大型场馆的应急疏散模型分析

3.2.1 大型场馆突发事件条件下疏散速度的计算

3.2.2 基于建筑结构的人员疏散网络生成

3.3 针对大型场馆复杂室内环境的路径寻优

3.3.1 问题描述

3.3.2 经典Dijkstra算法的主要思想

3.4 室内复杂环境下最优路径选择的GIS分析

3.4.1 GIS数据结构设计及最优路径选择分析过程

3.4.2 Dijkstra算法应用于移动GIS中的瓶颈问题

3.4.3 基于Dijkstra算法的GIS路径优化

3.5 本章小结

第四章面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统设计

4.1 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统需求分析

4.2 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统总体设计

4.2.1 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统性能优化分析

4.2.2 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统架构设计

4.3 针对大型场馆室内环境的空间数据库的设计

4.3.1 大型场馆室内环境下GIS数据特点的分析

4.3.2 针对室内环境的GIS数据结构的设计

4.3.3 针对应急疏散导航地图拓扑结构的设计

4.4 本章小结

第五章面向大型场馆应急疏散的移动GI s系统实现

5.1 开发平台介绍

5.1.1 ArcGIS Server简介

5.1.2 基于ArcGIS Mobile的移动GIS解决方案

5.1.3 Windows CE嵌入式操作系统

5.2 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统实现

5.2.1 面向大型场馆应急疏散的移动GIS系统组成

5.2.2 面向大型场馆应急疏散的GIS系统各功能的实现

5.3 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录作者攻读学位期间参与的项目

致谢

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