基于突变论的智能建筑中突发事件处理的决策支持与虚拟仿真

论文摘要

论文针对智能建筑面向突发事件处理存在的问题，建立建筑突发事件模型，利用数学分析的方法分析建筑突发事件的特点，构建了突发事件的处理机制，包括智能建筑系统集成，突发事件决策支持和虚拟现实三大模块，并对这些模块进行了研究设计和具体实现。论文的主要创新性工作有：(1)提出突变论是描述建筑突发事件的最佳方法，并给与相关理论证明，结合突变论的知识，加深了对建筑突发事件特点的理解，建立了相关的数学模型，填补了建筑突发事件“定性分析”的空白。将建筑突发事件分为九类基本突发事件：火灾、非法侵入、设备故障与报警、恐怖袭击、爆炸、化学物品泄漏、建筑结构扭曲或倒塌、地震、自然灾害，其中设备故障与报警、爆炸属于尖点突变类突发事件；火灾、建筑结构扭曲或倒塌属于燕尾突变类突发事件；地震、自然灾害、非法侵入、化学品泄露属于折迭突变类突发事件。通过数学分析，辅助制定相应的决策，为对建筑突发事件的深入研究奠定基础。(2)目前多是针对人的逃生行为的研究，以及人在逃生过程中逃生心理的研究。论文研究利用建筑设备进行减灾运行并指导帮助人逃生。(3)为了快速得出决策，提出利用向量余弦法进行案例的相似度搜索，相比文字查询方法在时间上少了一个数量级。(4)提出利用数据仓库技术实现BAS，CAS和IAS的数据集成，并结合现有系统，实现智能建筑应对突发事件的系统联动控制，为今后实现智能建筑更高层次的集成奠定基础。(5)针对虚拟火灾突发事件，鉴于现有火焰模型的不足，论文提出了通过一组粒子建立流体模型，它们的统计特性和基于流体方程变化的粒子相同，且在数值上比方程的确定性解更加稳定。同时，在火焰中加入燃烧成分，实现了火焰的动态燃烧，增强了火焰的真实性。论文所建立的建筑突发事件突变模型，为今后进一步研究建筑突发事件提供了理论基础；论文对智能建筑系统集成、决策支持以及虚拟现实等方面问题的研究和具体实现，为实际工程中智能建筑突发事件处理提供了开发的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能建筑的研究现状
• 1.3 建筑突发事件研究现状
• 1.4 论现有研究的不足
• 1.5 主要研究内容和方法
• 1.6 论文结构
• 1.7 本章小结
• 2 建筑突发事件模型与分析
• 2.1 突变理论综合
• 2.2 突变理论模型特点研究
• 2.3 建筑突发事件分析
• 2.4 突变理论描述建筑突发事件
• 2.5 突变理论辅助决策
• 2.6 本章小结
• 3 智能建筑系统集成
• 3.1 前言
• 3.2 系统集成
• 3.3 需求分析
• 3.4 数据仓库设计
• 3.5 元数据
• 3.6 智能建筑数据仓库实现
• 3.7 性能优化
• 3.8 本章小结
• 4 决策支持模块
• 4.1 CBR研究综述
• 4.2 决策案例检索设计方法
• 4.3 决策策略分析
• 4.4 基于 CBR的智能建筑决策支持系统设计与实现
• 4.5 本章小结
• 5 虚拟现实模块
• 5.1 虚拟现实系统功能
• 5.2 虚拟现实技术开发
• 5.3 虚拟系统与现实的交互
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文主要创新性工作
• 6.2 研究成果的应用前景
• 6.3 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 攻读博士期间公开发表的论文
• 附录Ⅱ 建筑突发事件突变模型证明
• 附录Ⅲ 部分程序代码