應用細胞自動機於建築火災逃生避難路徑動態模擬之研究

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題名:	應用細胞自動機於建築火災逃生避難路徑動態模擬之研究
作者:	溫國忠
貢獻者:	中國文化大學建築及都巿設計研究所
關鍵詞:	細胞自動機地理資訊系統建築火災避難路徑動態模擬
日期:	2005
上傳時間:	2009-07-09 13:31:39 (UTC+8)
摘要:	根據建築研究所之統計資料顯示，全台平均每年約發生1,294 件火災，造成約974 人受傷或死亡及39 億元之財產與房屋損失，顯示出火災災害對於民眾的安全仍具有相當程度之威脅。當建築物內部發生危險時，必須在第一時間內設法摒除危險並引導室內人員進行安全避難逃生動作，例如金華城與101 裙樓都有進行安全避難逃生之演練。加上近年來消費者到大型量販店購物人口也逐漸增加，因此在建築物平面必須提供適當的安全的避難路徑資訊，以減少民眾生命財產之損失。然而在探討避難路徑常是以路徑來規劃，但這卻不一定是最佳的路徑，亦缺乏動態的考量。本研究以細胞自動機（CA）、地理資訊系統（GIS）、網路分析（Network Analysis, NA）、防救災理論等為基礎進行探討。Wolfram（2002）認為細胞自動機（CA）是一種數學系統，會依照連續性的變動法則改變它在格子上的模式。CA 是由一些特定規則的格子所組成，隨著時間的變化或稱作「疊代」，格子上的每一個細胞根據周圍細胞的情形，按照相同的法則而改變狀態。因此本研究應用此動態選擇過程，進行多重疊代的避難逃生路徑模式選擇，考慮火載量、人員密度、群流速度、行為反應等，得到一整個族群的模式，結合GIS 空間分析的CA 功能，在符合防救災理論之下，並加入時空動態因素，來模擬較為安全與符合真實避難的行為模式，以作為防救災規劃進一步的參考。本研究接續前三年度國科會專題研究計劃進行，本研究第一步建立建築平面之動線與路網並分析其節點；第二步蒐集建築平面的相關資料，應用GIS 分析建築平面中之空間物品屬性、通道性質、設施與設備等內容，作為CA 演算時優劣因子判別的基礎，其圖檔包括建築平面與裝修圖、消防設備圖等。第三步建立CA 運算中路網節點的權重，權重的高低是以貨物類型與通道形式的優劣為準則，這個部分主要分為四個步驟，一是設定CA 運算的空間維度，二是定義族群可能具有的狀況，三是定義細胞改變狀況的規則，四是設定細胞自動機中了初始狀況；第四步是以時間序列的方式，結合CA 運算出不同狀態下的避難路徑，第五步比較路網分析與CA 運算的差異，建立真實避難路徑動態選擇之模式。研究的目的在於結合CA 與GIS，輔助決策者在建築平面逃生避難路徑的規劃上考慮時間的變化，並提供民眾能因應不同狀態下安全避難的需求。以應用到其它類似問題的地區。研究成果包含：1.相關建築平面火災逃生基本圖形資料及屬性資料建檔；2.建立結合CA 與GIS 於建築平面避難逃生路徑規劃的方法；3.模擬出以動態CA 方式，建立避難路徑規劃的模式。
顯示於類別:	[建築及都市設計學系所] 研究計畫

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