考虑人员疏散无序性的片区固定避难空间仿真及优化

为优化震后城市老旧片区中长期避难疏散阶段避难效率和资源分布，考虑避难场所服务覆盖交叉区域内人员疏散的无序性，以某城市典型老城片区为研究对象，基于震后人员远程疏散特性及中长期避难需求建立固定避难场所吸引度体系，并通过NetLogo多智能体动态仿真模型进行对比分析。结果表明，当避难场所服务半径为0.8 km、1.0 km和1.2 km时，片区内人员均可在49 min内完成疏散，满足规范中对于固定避难1 h内疏散时长的要求，疏散效率较优。基于优化的服务半径和人员疏散需求，对避难场所场地风险、有效面积、避难设施进一步量性优化，为片区固定避难场所合理规划提供理论依据。     

被疏散者行为的模糊建模与仿真研究

为提高应急疏散效率,根据疏散场景下人员疏散行为的特点,应用模糊推理知识以及Agent技术,并考虑到人员性别、年龄以及受教育程度的差异,利用智能体建模仿真平台Anylogic建立人员疏散模型。最后,通过对北京建筑大学某5层教学楼建立模型并进行模拟仿真,直观展示人员个体的疏散行为。试验结果表明,采用模糊推理决策的人员疏散仿真模型计算结果为整体疏散用时262 s,仅次于完全理想化状态下的整体疏散用时(250 s),接近真实的疏散过程,能有效模拟个体在疏散过程中的行为。     

磁悬浮车辆中人员紧急疏散的仿真研究

为了对研制的八达岭低速磁浮试验列车人员疏散安全性进行评估,考虑从磁浮车辆的空间布局和人员紧急疏散的特点,在现有的元胞自动机模型和行人流模型基础上,通过人员动态调整自身速度、动态修正人员行为等技术,建立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型。该模型具有人员速度可变、能以自组织现象修正人员行为的特点,经过比较验证,模型的仿真过程更加接近真实情况,仿真结果与一般经验公式得到结果相吻合。以我国正在研制的八达岭低速磁浮试验列车为仿真对象,对车辆布局对其人员的安全疏散的影响进行了计算机仿真和分析,找出了影响人员疏散效率和时间的关键因素,为设计改进提供了依据。     

考虑从众阈值和主体特征的人群疏散元胞自动机模型*

为研究从众行为对人群疏散效率的影响,建立考虑从众阈值和主体特征的人群疏散元胞自动机模型,通过引入从众阈值反映人群中不同个体的从众选择程度,耦合每个主体不同特征属性、不同人员认知能力导致的疏散从众选择差异,利用元胞自动机模拟人群运动状态及动态演化过程,探究从众行为对人群疏散过程的作用规律。结果表明:人群疏散中选择从众行为的人员比例与整体疏散效率存在对应关系,本模型原始工况下,当人群中约60%的人员做出从众选择时,疏散效率相对最优。     

大型购物中心人员疏散引导模拟优化研究

紧急情况下,大型公共场所人员在疏散过程中往往慌不择路,导致疏散设施使用不均、疏散路径拥堵、疏散难度加剧。针对该问题,以出口和楼梯等疏散资源得到充分利用为目标,提出疏散路径优化的基本思想,运用EVACNET4建立建筑网络疏散模型,并以某大型购物中心为实例对象,开展“无路径优化、无疏散引导”和“有路径优化、有疏散引导”2种情景下的疏散过程模拟及对比分析,通过引导疏散实现路径优化方案和疏散效率的提升。研究结果表明:有路径优化和疏散引导的方案可实现更短的疏散时间、更均衡的出口利用率。     

复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型研究*

为提升紧急情况下复杂建筑空间中应急疏散引导的疏散效率,采用仿真模拟方法,提出1套可适用于复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型,该模型通过改进传统算法和构建新方法,实现无人机空间遍历移动规则寻优、无人机引导路径寻优以及基于“障碍物空间场域”建筑空间区域划分。研究结果表明:相较于没有无人机引导,采用单无人机和多无人机协同引导疏散,可大幅缩短整体疏散时间,有效减少疏散路径当量长度,提高疏散效率并保证路径安全,为无人机在应急救援和疏散的应用提供新思路。     

基于非对称演化博弈的应急疏散人员行为冲突研究*

为了真实地描述紧急疏散过程中人员行为冲突的演化过程,提高疏散效率,基于非对称性演化博弈模型,首先,从生理角度出发,界定人员之间的非对称性;其次,基于非对称性“鹰鸽博弈”模型,探析各人员策略选择的规律,分析非对称性因子、冲突的成本收益对系统稳定与合作状态概率的影响;最后,在此基础上,探讨博弈双方的合作心理收益对系统演化的影响。研究结果表明:非对称性因子越大,冲突的单位成本越小,越有利于人员合作行为的演化;较大的合作心理收益促使双方开展合作。非对称性“鹰鸽博弈”模型揭示应急疏散情形下人员冲突行为的演化规律,为推动疏散人员开展合作,减少冲突,提高突发事件下的疏散效率提供参考。     

烟雾场景下的人员疏散仿真研究

针对人员疏散时受烟雾扩散实时动态变化影响较大的问题,建立一种改进的元胞自动机模型,用于烟雾场景下的疏散仿真。首先,在动态参数模型基础上提出烟雾场景下疏散人员视野半径的变化规则,以描述烟雾环境变化对人员行为的影响;同时,建立区域从众行为的运动规则;然后,利用该模型对单双出口场景下的人员疏散过程进行数值模拟研究;最后,分析烟雾场景下视野变化、从众行为及出口宽度对于疏散的影响。研究表明:从众行为在部分情况下对疏散作用具有不确定性,引导员的存在可使疏散效率极大提高;视野范围的变化对疏散时间有一定影响,疏散人员数量较少时影响较大;增加出口宽度能够提高疏散效率,但当出口宽度达到一定程度时效果提升不明显。     

生化恐怖袭击情境下引导疏散中行人行为仿真研究

恐怖袭击事件发生在人员密集、环境复杂的公共场所时,极易造成大量的人员伤 亡。为了研究行人行为特征对应急引导过程的影响,采集疏散行人行为特征数据以SPSS 统计软件分析,并将分析结果导入基于社会力原理建立的疏散模型进行仿真实验。研究 结果表明:行人的性别、受教育程度及疏散经验个体特征的差异对引导疏散的结果具有 直接的影响,关系到引导疏散过程的成功与否。应急管理方案制定中,应针对性的为各 类行人指定安全预案以及提供培训演练。     

考虑帮助行为的人员疏散元胞自动机模型

为研究帮助行为在疏散过程中的作用,模拟疏散过程中人员的帮助行为,建立一种考虑帮助行为的元胞自动机模型,模型中把疏散人员分为提供帮助的年轻人和需要帮助的老年人;通过仿真分析疏散过程中帮助行为在老年人占有比例和位置分布等不同情况下对疏散效率和疏散过程的影响以及人员离开疏散空间的时间特征。研究表明:年轻人的帮助行为可以提高疏散的效率,但是其效果受到帮助的概率、老年人占有比例和位置分布的影响;当老年人占有比例小于80%时,帮助行为的效果较好,且帮助概率越高效果越好;帮助行为在老年人分布整个房间时比老年人只分布在出口附近时对疏散效率的影响更显著;帮助行为在老年人占有比例和位置分布等不同情况下对疏散过程不同阶段影响的不同;帮助行为可以优化人员离开的时间分布。     

人员疏散的二维元胞自动机随机模型研究

用自主研发的二维元胞自动机(CA)随机模型模拟人员疏散过程,不仅给出了疏散时间,还可观察到疏散过程中的一些典型现象,如门口集结或堵塞.进一步分析了初始人员密度对疏散的影响,结果表明,人员初始密度越大,疏散过程中的出口平均流量越低,即疏散效率越低.在基本模型的基础上,建立了人员疏散二维元胞自动机扩展模型,用以模拟人员倒地行为对疏散过程的影响.结果表明,人员倒地数目增加,疏散时间成非线性增加;若某条疏散路径上有人员倒地,其后续人员可能"舍近求远",改变疏散路径的过程导致疏散时间增加.模型着眼于模拟人的行为细节,从而为以后的细致研究打下了基础.     

L型房间单元人员疏散探讨

建筑物发生火灾以后,是否会造成人员伤亡主要看人员能否成功地疏散出危险区域。笔者主要讨论了一种常见的建筑物结构形式:L型房间结构单元。根据其不同阶段的疏散特点,提出了“距离控制疏散”和“瓶颈控制疏散”阶段人员疏散的不同方式。在“距离控制疏散”阶段,应用网格分析方法来研究人员疏散规律;在“瓶颈控制疏散”阶段,采用了群集疏散理论建立了人员疏散模型。应用建立的疏散模型及经验公式对特定建筑物人员疏散进行了模拟,其结果表明,建立的模型模拟的结果比较准确地反映了实际疏散情况。该研究成果对指导建筑物的疏散设计和建筑火灾等紧急情况下的安全疏散,具有一定的理论指导作用和实际应用价值。     

基于元胞自动机的人员疏散出口选择博弈模型

为提高人员出口选择行为的疏散效率，针对紧急情况下多出口房间的人员疏散过程，提出了一种结合博弈论方法和元胞自动机模型的出口选择优化模型。该模型基于博弈论中的最佳反应动力学概念，考虑了疏散人员之间的相互影响，其中每个人员通过对其他人的选择策略做出最佳响应。分析了影响人员出口选择行为的关键因素，包括人员的耐心坚定程度、出口可见性和出口熟悉度、出口布局以及最佳出口间距等。并将此模型与模拟软件Pathfinder的进行对比，验证了其高效性。结果表明，低耐心程度会导致人员犹豫徘徊行为，不利于疏散。对于单出口选择情况，出口位置分布在墙壁中间时人员疏散效率最高。对于多出口选择情况，当两个出口位于同一墙壁时，出口的最佳间距应设为所处墙壁长度的0.5倍。而位于不同墙壁时，出口对称设计下的人员疏散选择时间最短。     

紧急疏散下的人员行为及建模仿真

在总结分析了目前国际上研究人员行为方面综合功能较强的Building EXODUS软件特点的基础上,以某校园食堂为例,进行建模仿真研究,并结合人员疏散行为特性对仿真结果进行分析。指出这些人员疏散行为并非在任何疏散情况下都会出现,在建筑设计方面,疏散通道以及疏散出口的宽度对疏散效果影响很大;在疏散指挥方面,加入引导员的引导作用则可以减小瓶颈拥堵效应,同时,大大提高各疏散出口的利用率,为指导紧急情况下的人员疏散提供一定的理论依据。     

基于协助比的特殊人群疏散时间影响研究

为探究救援人员数量对特殊人群疏散的影响，根据疏散时特殊人群行为模式，运用Pathfinder仿真软件，对某特殊人群居住建筑建立基于协助比的疏散仿真模型，模拟不同特殊人群协助比参数，分析不同协助比对于疏散时间的影响；结果显示，楼梯间为影响疏散时间的主要区域，因此，根据原模型中的参数变化情况，建立不同人群疏散速度的楼梯间局部疏散模型，研究不同工况下楼梯间人员疏散速度随协助比的变化情况。研究表明：疏散时间与特殊人群协助比呈“U”型曲线相关，先随协助比升高而降低，在40%(2∶5)时达到最小值，之后随协助比增加而上升；不同协助比时，疏散时间主要受楼梯通过速度影响，低协助比时，楼梯通过速度受楼梯间速度降低系数影响显著，高协助比时，受正常人协助时自身速度下降影响显著。     

熟悉环境条件下的公共场所人员疏散仿真模型研究

建立能够准确描述熟悉公共场所环境人员真实疏散行为的仿真模型,用于指导编制开发具有较高仿真度的程序软件。该模型是在参考Helbing社会力模型建模思想的基础上,分析和量化影响熟悉环境人员疏散行为的主要因素,同时引入可翻越度概念区分不同属性障碍物对人员疏散行为的不同影响,并结合分子模拟原理建立,最后运用C#编程语言实现一个比较具有代表性虚拟场景的模拟,其仿真结果显示模型能够较为完整地体现熟悉环境人员的疏散轨迹及移动速度变化,适用于高铁客运站等公共场所。     

基于改进蚁群算法的元胞自动机疏散模型研究

为预防实际疏散过程中的人员伤亡,结合人员的疏散特性,建立基于改进蚁群算法(ACO)的元胞自动机(CA)疏散模型。该模型将行人标记为独立的元胞,对ACO算法的启发函数、信息素更新方式和禁忌规则进行修改来描述人员逆行、绕行、避障及从众等疏散行为。运用该模型对单出口房间场景下的人员疏散过程进行仿真,并将所得结果与商用软件pathfinder的结果对比。结果表明:该模型能够模拟出实际疏散过程中的"拱形分布"现象,所得疏散时间与商用软件pathfinder的结果相近;其相对pathfinder而言,可自动输出主要疏散路径。     

基于区域网络人员疏散模型的计算机仿真

在分析国内外已有安全疏散模型的基础上,结合区域模型思想,提出了以功能单元为基础的精细网格区域疏散模型(区域网格疏散模型).区域网格疏散模型根据建筑单元的功能设置各单元的人员密度,而疏散过程中人员运动速度受人员密度的影响.以MATLAB为开发平台,完成了界面窗口建立、各控件内部计算处理函数语句编程等工作,开发了区域网格疏散仿真程序(Zone Grid Evacuation Simulation Software,ZGESS).该程序可显示各楼层不同时刻的人员分布情况及整个建筑物人数随时间的变化.对建筑人员疏散的实例分析表明,区域网格疏散仿真程序能够模拟人员疏散的运动过程,并可将各单元及整个区域内的疏散全过程动态显示出来.     

近身攻击情景下恐慌情绪对疏散行为的影响研究

为研究近身攻击情景下行人疏散过程，基于恐慌情绪吸收模型、开放性-责任心-外向性-利他性-神经质(Openness-Conscientiousness-Extroversion-Agreeableness-Neuroticism, OCEAN)模型设计该情景下的行人恐慌情绪模型，通过改进传统的社会力模型体现恐慌情绪对行人行为的影响。经仿真验证，基于动态恐慌情绪驱动的行人应急疏散模型——行人恐慌情绪(Personnel Panic Emotion, PPE)-动态行为(Dynamic Behavior, DB)模型能有效体现该情景下行人疏散特征。设计两组对比试验，研究恐慌情绪、防御人员对疏散过程的影响。结果表明：1)考虑恐慌情绪下，疏散时间缩短42 s,被袭击人数减少5人，拥堵点由5处减少为3处，但行人疏散前期出现短时混乱，后期拥堵点的面积、人流密度更大；2)在疏散前期恐慌情绪传播主要受恐怖分子位置影响，全部行人开始疏散后，因拐角和出口处拥堵，恐怖情绪迅速大范围传播；3)防御人员能有效抑制恐慌传播，减轻恐慌情绪对疏散行为的负面影响，进一步提高疏散效率。该研究为此类情景的人员疏散提供了理论依...     

地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析

本文采用计算机仿真技术,建立了地铁车站的疏散模型,获得了每个时刘的人员分布状态,找到了不利于人员疏散的”瓶颈”位置。同时指出了现有地铁站台疏散时间的计算方法的不足之处。通过模拟详细分析了地铁自动检票闸机对人员疏散的影响,模拟结果显示,地铁自动检票闸机的存在,降低了人员疏散的效率,在研制疏散预案以及现场指挥时需要审慎地考虑闸机的影响。文末就此提出了一些合理建议。