客船倾斜状态下人员疏散模型的研究

论文摘要

随着世界经济的发展,水上客货运输也获得了迅猛地发展。但由此带来的安全事故也屡见不鲜,给人民的生命财产造成巨大的损失,重大事故还往往造成恶劣的社会影响,给社会带来不定的因素。在几次特大客船海难惨痛的教训下,客船疏散问题成为世界范围内航运业关注的焦点。开展客船人员安全疏散模型的研究具有非常重要的意义。通过对国内外各种典型疏散模型的分析比较,采用并提出了适用于客船倾斜状态下的社会力学疏散模型。应用社会力学理论分析客船倾斜状态下行人的运动情况,很好地描述疏散过程中人-船-环境之间的关系。在国外对船舶运动影响下行人速度的实验研究基础上,改进了平面人员逃生速度的数学模型。通过对拥挤人群的动力学分析,提出了客船倾斜状态下一般疏散动力学方程组表达式,推导出斜面稳定平衡时的人员逃生速度一般表达式。依据社会力学理论开发了客船人员疏散仿真演示系统,模拟出了自组织、堵塞、门口集结、快即是慢等现象,并针对一些虚拟场景,利用开发的系统进行仿真实验,分析研究了客船倾斜角度和舱门宽度对人员疏散效果的影响,从而为船舶设计提供一些依据。最后结合研究成果,从人-船-环境相互作用方面对客船安全疏散提出一些建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 IMO客船疏散的相关规则
• 1.3 论文研究的意义
• 1.4 论文结构
• 第2章 疏散研究综述
• 2.1 陆上疏散研究现状
• 2.1.1 疏散行为研究
• 2.1.2 疏散数学模型理论
• 2.1.3 计算机应用模型
• 2.2 海上疏散研究现状
• 第3章 客船及人员疏散的相关理论
• 3.1 船舶的浮态
• 3.2 人行为的理论
• 3.2.1 乘客紧急疏散行为的影响因素
• 3.2.2 乘客疏散的模式
• 3.3 船舶疏散问题
• 3.3.1 船舶（虚拟）环境建模
• 3.3.2 人类行为建模
• 3.3.3 乘客集合疏散过程建模
• 3.4 客船疏散理论
• 第4章 客船倾斜状态下的数学模型
• 4.1 基于社会力学疏散模型
• 4.2 船舶倾斜下行人速度
• 4.2.1 摩擦系数
• 4.2.2 船舶运动影响下的行人速度——实验数据
• 4.2.3 船舶运动影响下的行人速度——数学表达式
• 4.3 客船倾斜状态下人员逃生速度的数学模型
• 4.3.1 斜面人员移动的动力学分析
• 4.3.2 斜面稳定疏散逃生的速度模型
• 4.3.3 斜面人员疏散速度公式的讨论
• 第5章 客船人员疏散仿真演示系统
• 5.1 仿真工具的开发环境
• 5.2 程序流程图
• 5.3 程序的设计实现
• 5.4 仿真实验分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢