一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，包括集群动物疏散系统，其中双层三维立体化楼梯为集群动物的疏散路径平台，双层三维立体化楼梯每段上端连接有释放箱，最下端连接有回收箱；数据采集与控制系统，采用CCD摄像机对不同工况下集群动物疏散运动开展实时数据采集，同时采用电击设施对集群动物实施电击，模拟真实紧急状况的发生；烟气释放调节系统，用于模拟生成集群动物疏散实验的烟气环境，其中产烟箱内的烟气通过小型抽风机传送到烟气调流管内。该实验平台能较为系统的模拟集群动物沿楼梯向下疏散演化运动规律，可为建筑物楼梯间人群安全疏散设计提出指导意见。

【技术实现步骤摘要】
一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台
本专利技术涉及紧急情况下人群疏散模拟实验
，特别是一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台。
技术介绍
随着我国城市化进程不断加快，单元式住宅建筑居住方式越来越普遍。特别是高层建筑逐年增多，由于其功能复杂、人员密集，而带来了许多安全隐患。根据公安部消防局统计数据显示：近十年全国共发生高层建筑火灾3.1万起，死亡474人，直接财产损失15.6亿元。其中，特别重大火灾3起、重大火灾4起、较大火灾24起，并呈逐年上升趋势。2010年11月15日上海余姚路胶州路28层教师公寓大楼着火，火灾造成58人遇难。2015年6月25日，郑州市西关虎屯小区一单元着火，火灾造成13死亡，4人受伤。由此可见，快速城镇化发展背景下，火灾等重大突发性事件使得高层建筑安全受到极其严重的威胁，导致当前我国公共安全面临着严峻的挑战。然而，解决安全问题的首要目标是保证人的安全，建筑内重大突发性事件的发生势必带来短时间规模性的紧急疏散。因此，紧急情况下如何快速安全的疏散是确保人民群众生命财产安全的重要课题。在紧急情况下，要求建筑物内所有人员必须在短时期内从楼层内疏散出来，然而建筑楼层内疏散途径非常有限，通常建筑楼梯是人群疏散逃生的唯一途径。因此，对紧急情形下楼梯间行人安全疏散运动特征进行深入研究至关重要。现有的人群疏散研究，具有以下特点：在研究区域方面，主要侧重于建筑房间内的疏散运动特征，而对楼梯间人群疏散规律的研究较少；在常规疏散实验研究方面，一方面由于受年龄、性别、心理素质以及家庭亲情关系的影响，紧急情况下疏散人员通常表现出极其复杂的恐慌行为；另一方面开展真实火灾情况下大规模人群疏散实验不仅对疏散人员安全构成严重的威胁，而且在道德上也受到谴责，导致在实现方式上以非火灾情况下紧急人员疏散实验为主。为此，实施动物仿真模拟紧急情形下楼梯间行人安全疏散实验，可简化紧急情况下疏散问题，避免了真实火灾紧急情况下人群疏散实验所引发的道德问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，该实验平台可应用于模拟紧急情况下人群疏散实验研究，通过该模拟实验平台可简化研究问题，避免了采取真实火灾情况下人群疏散的不道德问题，模拟真实恐慌情形下楼梯间集群动物沿楼梯向下疏散运动规律，进而对不同楼梯形式、楼梯间是否有障碍物、楼梯间亮度以及楼梯间是否有烟气等情形进行讨论，其结果可为建筑物楼梯间人群安全疏散设计提供指导意见。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，包括集群动物疏散系统、数据采集控制系统和烟气释放调节系统，所述集群动物疏散系统包括双层三维立体化楼梯、安装在双层三维立体化楼梯的上层顶部和拐角处的释放箱，所述释放箱内放置有集群动物，所述每个释放箱一侧均设有与阶梯连通的释放调节设施，所述双层三维立体化楼梯的下层底部设有回收箱，所述双层三维立体化楼梯的阶梯上或拐角处设有疏散障碍物；所述数据采集控制系统包括CCD摄像机和照明灯、安装在每个释放箱内的电击设施，所述CCD摄像机通过数据传输线与图像采集卡相连接，图像采集卡与计算机通过CCD摄像机用于观察记录集群动物的运动轨迹，电击设施通过数据传输线与计算机相连接用于模拟调控群体动物的紧急环境状况；所述烟气释放调节系统包括设置在产烟箱内的发烟饼、与产烟箱连接的小型抽风机、与小型抽风机出风口连接的烟气调流管以及设置在烟气调流管上的烟气调节阀，所述烟气调流管端部与双层三维立体化楼梯内部连通。进一步，所述双层三维立体化楼梯呈封闭盒状结构，楼梯顶层和楼梯侧壁采用透明有机玻璃，阶梯为不透明阶梯，双层三维立体化楼梯的宽度大于等于两只或三只集群动物的宽度之和，以满足两只或三只集群动物同时向下疏散。进一步，所述集群动物为常规老鼠、仓鼠、小兔子或荷兰猪，作为疏散实验对象，实验初始时集群动物被放置在释放箱内。进一步，所述释放箱采用透明有机玻璃制成，为封闭式箱体，其顶部可活动拆卸。进一步，所述回收箱采用不透明有机玻璃制成，为封闭式箱体，将其作为集群动物的回收装置。进一步，所述双层三维立体化楼梯为单跑楼梯、转折双跑楼梯、带有直角转弯楼梯、螺旋型楼梯或三角型楼梯。进一步，所述CCD摄像机设置为五组，其中三组CCD摄像机位于双层三维立体化楼梯上部，且沿集群动物疏散路径拼接布置；另外两组CCD摄像机位于双层三维立体化楼梯侧面，且与上述三组CCD摄像机在空间上垂直布置。进一步，所述照明灯位于双层三维立体化楼梯顶部位置，采用数据传输线将照明灯与计算机相连接，用于调节周围环境的明亮程度。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术涉及集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验，疏散集群动物易于获取，可操作性强，能够真实模拟集群动物沿楼梯向下疏散运动，从而为建筑楼梯间人群疏散提供实验基础。2、本专利技术结构简单，能够对不同楼梯形式、不同楼梯层数、楼梯间是否有障碍物、楼梯间亮度以及楼梯间是否有烟气等情况进行讨论。3、本专利技术采用CCD摄像机对集群动物疏散运动实施数据采集，可实时监测录制不同工况下集群动物沿楼梯疏散运动轨迹，实现全过程记录，并运用图像处理技术对收集的数据进行后处理，可较全面地模拟分析楼梯形式、楼梯层数、楼梯间障碍物、楼梯间亮度、楼梯间烟气等因素对集群动物沿楼梯疏散的影响。4、本专利技术采用电击设施对集群动物实施电击，模拟真实紧急恐慌状况的发生，通过调节电击程度，来控制群体动物的恐慌状态，该模拟实验与真实火灾发生时人群紧急从楼梯间逃生状况具有非常高的贴近度，进而为科学制定楼梯间人群疏散策略提供技术支持。附图说明图1为一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台结构示意图。图2为集群动物疏散系统无楼梯顶部结构示意图。图3为集群动物疏散系统有楼梯顶部结构示意图。图4为集群动物疏散系统中释放箱内14剖面结构示意图。图5为烟气释放调节系统结构示意图。图中：11、集群动物；12、双层三维立体化楼梯；13、释放调节设施；14、释放箱；15、回收箱；16、疏散障碍物；21、CCD摄像机；22、电击设施；23、数据传输线；24、图像采集卡；25、照明灯；26、计算机；31、发烟饼；32、产烟箱；33、小型抽风机；34、烟气调流管；35、烟气调节阀。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1-图5所示，本实施例的一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，包括集群动物疏散系统、数据采集控制系统和烟气释放调节系统，所述集群动物疏散系统包括双层三维立体化楼梯12、安装在双层三维立体化楼梯12的上层顶部和拐角处的释放箱14，所述释放箱14内放置有集群动物11，所述每个释放箱14一侧均设有与阶梯连通的释放调节设施13，所述双层三维立体化楼梯12的下层底部设有回收箱15，所述双层三维立体化楼梯12的阶梯上或拐角处设有疏散障碍物16；所述数据采集控制系统包括CCD摄像机21和照明灯25、安装在每个释放箱14底部的电击设施22，所述CCD摄像机21通过数据传输线23与图像采集卡24相连接，图像采集卡24与计算机26通过CCD摄像机21用于观察记录集群动物11的运动轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，其特征在于，包括集群动物疏散系统、数据采集控制系统和烟气释放调节系统，所述集群动物疏散系统包括双层三维立体化楼梯、安装在双层三维立体化楼梯的上层顶部和拐角处的释放箱，所述释放箱内放置有集群动物，所述每个释放箱一侧均设有与阶梯连通的释放调节设施，所述双层三维立体化楼梯的下层底部设有回收箱，所述双层三维立体化楼梯的阶梯上或拐角处设有疏散障碍物；所述数据采集控制系统包括CCD摄像机和照明灯、安装在每个释放箱内的电击设施，所述CCD摄像机通过数据传输线与图像采集卡相连接，图像采集卡与计算机通过CCD摄像机用于观察记录集群动物的运动轨迹，电击设施通过数据传输线与计算机相连接用于模拟调控群体动物的紧急环境状况；所述烟气释放调节系统包括设置在产烟箱内的发烟饼、与产烟箱连接的小型抽风机、与小型抽风机出风口连接的烟气调流管以及设置在烟气调流管上的烟气调节阀，所述烟气调流管端部与双层三维立体化楼梯内部连通。

【技术特征摘要】
1.一种集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，其特征在于，包括集群动物疏散系统、数据采集控制系统和烟气释放调节系统，所述集群动物疏散系统包括双层三维立体化楼梯、安装在双层三维立体化楼梯的上层顶部和拐角处的释放箱，所述释放箱内放置有集群动物，所述每个释放箱一侧均设有与阶梯连通的释放调节设施，所述双层三维立体化楼梯的下层底部设有回收箱，所述双层三维立体化楼梯的阶梯上或拐角处设有疏散障碍物；所述数据采集控制系统包括CCD摄像机和照明灯、安装在每个释放箱内的电击设施，所述CCD摄像机通过数据传输线与图像采集卡相连接，图像采集卡与计算机通过CCD摄像机用于观察记录集群动物的运动轨迹，电击设施通过数据传输线与计算机相连接用于模拟调控群体动物的紧急环境状况；所述烟气释放调节系统包括设置在产烟箱内的发烟饼、与产烟箱连接的小型抽风机、与小型抽风机出风口连接的烟气调流管以及设置在烟气调流管上的烟气调节阀，所述烟气调流管端部与双层三维立体化楼梯内部连通。2.根据权利要求1所述的集群动物沿楼梯向下疏散模拟实验平台，其特征在于：所述双层三维立体化楼梯呈封闭盒状结构，楼梯顶层和楼梯侧壁采用透明有机玻璃，阶梯为不透明阶梯，双层三维立体化楼梯的宽度大于等于两只或三只集群动物的宽度之和，以满足两只或三只...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋怀涛，马瑞，魏晓鸽，吴则琪，张单，姚浩伟，秦恒洁，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41