基于IMO指南的客轮疏散研究

论文摘要

在现代社会中，随着交通工具的大型化及国际交流的频繁，大量人群聚集在公共交通工具上是常见的事情，重大海难事故频频发生。船舶应急技术在不断提高和完善，然而进入21世纪以来，每年依然有大量人员死于海难。海难侵蚀了人类的生命财产，影响了各国的生产生活，甚至威胁着国家安全。通过对海难的分析可知，这类事故并不完全是船舶的硬件设施不够完善造成的，而是人们对事故的认知存在不足。研究客轮疏散效率，发现并解决疏散中存在的问题，对于提高海难生还率起着重要作用。对此，国际海事组织(International Marine Organization，简称IMO)已发布过一系列准则和指南，对海上生命安全做了详细规范，对客船事故中人员疏散的计算方法进行了标准化。如IMO通过国际海上人命安全公约(International Convention forthe Safety of Life at Sea，简称SOLAS)，对船舶构造、机电设备、防火、救生设备、通信设备、航行安全、运营管理等方面做了规范，并分别制定了滚装客船、新客船和现有客船、快船等各类船型的疏散分析指南。上述指南规范了人员疏散的建模条件和分析方法，为进一步分析一般客船的人员疏散起到了指导作用。船舶上的人员疏散与陆地普通建筑物的人员疏散有相似之处，也有不同之处，普通建筑物的疏散研究对于船舶疏散有着重要价值。因此很多学者都是在普通建筑物的疏散研究的基础上调整环境变量，进行特定船舶的疏散研究。鉴别船舶这一特殊环境与普通建筑物的差别，并在普通建筑物疏散研究的基础上，寻找更适用于不同船舶的疏散方法。客轮作为人员较密集的船型之一，在减少人员伤亡、保护人民生命财产方面具有较大研究价值。本文首先将依据IMO发布的最新准则，以一艘普遍使用于近海旅游的客轮作为对象，进行常态下人员疏散实际观察；进而利用轮渡浮桥设施模拟紧急疏散，利用IMO指南对实验数据进行分析，得出各因素对疏散影响的结论，对现有的普遍适用于大多数公共场合的人员疏散模型进行改进，使其应用于航海事故的人员疏散分析中；在上述实际观察结论的基础上，利用基于社会力模型的VISSIM仿真软件对客轮疏散进行仿真，将实验数据作为建模和参数调整依据，使得VISSIM仿真模型真实合理，同时将实验结果和仿真结果进行对比，分析造成差别的原因，指出社会力模型在应用于客轮疏散时的不足。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外相关研究综述
• 1.2.1 普通建筑物疏散研究
• 1.2.2 船舶疏散研究
• 1.3 研究方法综述
• 1.4 论文的研究思路和及技术路线
• 1.5 论文的内容
• 1.6 本章小结
• 2 客轮疏散研究的相关知识
• 2.1 I MOMSC 船舶疏散指南
• 2.1.1 IMOMSC 船舶疏散指南简介
• 2.1.2 IMOMSC.1/ Circ1238 指南的介绍
• 2.2 国际消防安全系统规则 （ FSSCode ）
• 2.2.1 国际消防安全系统规则
• 2.2.2 FSSCode 第十三章——脱险通道的布置
• 2.3 人员疏散仿真软件技术
• 2.3.1 STEPS 软件系统
• 2.3.2 NOMAD 软件系统
• 2.3.3 LEGION 软件系统
• 2.3.4 VISSIM 软件系统
• 2.3.5 人员疏散仿真软件的特点分析
• 2.4 客轮疏散仿真实现步骤
• 2.5 本章小结
• 3 基于特定客轮的疏散实际观察与分析
• 3.1 客轮疏散实际观察过程设计
• 3.1.1 客轮疏散数据采集方法的选择
• 3.1.2 观测对象的选择
• 3.1.3 实际观察过程设计
• 3.2 客轮紧急疏散时行人运动状态的观测
• 3.2.1 观察目的
• 3.2.2 观测方法
• 3.2.3 观察步骤
• 3.2.4 整理数据
• 3.2.5 各因素对疏散影响的定量分析
• 3.3 利用 IMO 指南分析所得结论
• 3.3.1 对疏散时间的分析
• 3.3.2 各地点乘客撤离能力分析
• 3.3.3 救生设备的能力分析
• 3.4 对潜在危险的预测及改进建议
• 3.4.1 对现有客轮的拥堵缓解措施建议
• 3.4.2 对新造船的建议
• 3.5 本章小结
• 4.客轮疏散数据分析
• 4.1 函数拟合与拟合度检验方法选择
• 4.1.1 最小二乘法
• 4.1.2 拟合优度检验法
• 4.2 人群密度与行人速度的关系
• 4.2.1 速度 - 密度函数拟合
• 4.2.2 拟合优度检验
• 4.2.3 与经典研究成果的对比
• 4.3 通道宽度与行人速度的关系
• 4.3.1 长通道中的速度- 宽度函数关系
• 4.3.2 短通道中的速度- 宽度函数关系
• 4.3.3 长短通道的速度 -宽度函数关系对比
• 4.4 本章小结
• 5 紧急疏散实验与 IMO 指南及历史实验数据的对比
• 5.1 紧急疏散实验的设计思路
• 5.1.1 客轮在事故状态下疏散时的情景特点
• 5.1.2 实验对象的选择
• 5.2 实验内容
• 5.2.1 实验环境
• 5.2.2 渡轮疏散方案
• 5.2.3 实验过程
• 5.3 实验结论
• 5.3.1 与 IMO 指南的对比
• 5.3.2 与 Koich 结论的对比
• 5.4 本章小结
• 6 VISSIM 客轮疏散仿真
• 6.1 社会力模型介绍
• 6.1.1 社会力模型的原理
• 6.1.2 社会力模型的特点
• 6.2 客轮疏散仿真模型的建立
• 6.2.1 模型假设
• 6.2.2 基础建模
• 6.2.3 参数调整
• 6.3 VISSIM 仿真结论
• 6.3.1 仿真评价结果
• 6.3.2 仿真结果与客轮真实疏散结果对比
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 7.1 本论文的主要工作
• 7.2 存在的不足和尚待解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间已发表或录用的论文
• 附录
• 上海交通大学硕士学位论文答辩决议书