近年来,我国城市化进程迅速推进,城市核心区域用地日趋紧张,城市发展呈现出立体化发展趋势。随之而来的是城市核心区域高层、超高层建筑大量涌现,地下多层人员密集场所也逐渐增多,例如,目前我国各大城市不断涌现的地下大型综合交通枢纽、地铁换乘站等,为了实现自身复杂的建筑功能,埋深不断由地下浅层向地下多层、地下多层向深埋方向发展。以重庆沙坪坝综合交通枢纽工程为例,地下部分的垂直高差相当于12层的高楼,其最大埋深已经达到36.5m,灾害情况下,最低层的人员必须爬上至少相当于12层的楼梯才能抵达地面安全区域。深埋地下综合交通枢纽是近年来集中出现的新生事物,其上行应急疏散研究已成为一个新兴的研究领域。积极开展大型综合交通枢纽大规模人群应急疏散及诱导研究,是解决此类地下建筑人员疏散安全设计与评估中存在的大量超规范技术难题的需要;是为此类建筑安全设计与评估提供必要的第一手基础数据、杜绝由疏散速度的基础数据和预测模型“张冠李戴”带来的疏散安全风险和隐患、保障人员生命安全的需要;是适应我国城市化进程新趋势,丰富和完善现有的人员疏散理论体系的需要。本文瞄准我国深埋地下人员密集场所的疏散模拟中的关键技术瓶颈问题,采用实验研究和数值模拟结合的研究方法,探讨地下建筑上行长距离疏散中的疲劳度、能见度、人员密度、行李等因素对疏散速度的影响机理,并在此基础上运用Matlab建立格子气模型,提高精细场模型在人员疏散模拟领域的准确性和应用范围。本文主要研究成果如下:(1)基于已开展的单因素、双因素及多因素协同作用长距离上行疏散实验并获得基础数据,综合考虑深埋地下综合交通枢纽上行疏散存在人员多相性、各项异性及时间相关性这个事实,增设“疲劳度因子”、“人员密度因子”、“能见度因子”,建立一个“精细场域元胞自动机人员上行疏散动力学模型”。(2)通过计算与实证,“精细场域元胞自动机人员上行疏散动力学模型”的优势被充分证明。(3)利用“综合人员多向相性、各向异性以及时间相关性的精细场域元胞自动机人员疏散动力学模型”开展模拟应用研究。对不考虑疲劳度(即恒定速度)的情况、考虑疲劳度、考虑不同能见度的情况、综合考虑汇流、疲劳和能见度的情况分别开展了实验与模拟研究,模拟研究结果与实验和观测结果基本一致。本文的创新之处在于:(1)采用了一种能够真实还原地下建筑上行人员疏散轨迹和占用面积的新型影像数据后处理技术,不仅可以校正影像数据中的变形和偏差,而且能够充分的反映疏散过程中每位人员之间的差异,使人员疏散过程中的个体特征和不确定性因素得到更为充分的体现,提高疏散模型的精确度。(2)基于地下建(构)筑物疏散安全设计与评估所需的实验数据和格子气理论,构建了多因素协同作用上行疏散速度模型,并通过增设“疲劳度因子”、“人员密度因子”、“能见度因子”等特定因子,模拟人员疏散过程中疏散速度的变化规律,提高模型在人员疏散模拟中的准确性和应用范围。另外与前人研究中的,解决冲突问题的精细网格的元胞自动机模型对比,本文提出的模型在如下几个方面存在创新优势:(1)弹性和可扩展性;(2)更高的空间尺寸精度;(3)更宽的速度范围;(4)相对低的计算消耗;(5)详尽的冲突解决方式。