基于元胞自动机的极端降雨下地铁疏散模拟*

为研究地铁系统在极端降雨灾害下的人员疏散过程,分析人员疏散过程影响因素和改善方法,将数值模拟方法与模糊逻辑理论相结合,在传统元胞自动机疏散模型中引入人员疏散行为选择机制,模拟地铁隧道遭受洪水侵入以及采取改善措施后的疏散情况。研究结果表明:引入人员疏散行为选择机制可以较真实地模拟极端降雨下受限空间中的人员疏散过程;采取改善方案后,人员被迫改变疏散行为的比例下降53.95%,人群疏散安全度由0.201提升至0.633;当采取与防洪能力不适应的疏散平台高度时,疏散安全度较采取合理设施时平均下降30%且差异较大;硬件设施满足安全度达到0.6为宜,按照最终安全度为1设计疏散方案,可使硬件设施设计与疏散方案制定更加合理配套。研究结果可为地铁系统防洪设计与管理提供参考。     

"鸟巢"演唱会人员疏散CA-BP仿真研究

针对现今大型活动中的人群踩踏事故频发问题,通过对"鸟巢"演唱会进行人流疏散仿真分析,研究紧急情况下人流疏散逃生规律及均衡疏散方法.通过设置人员速度、移动余值、出口逃生条件等因素扩展元胞自动机行人流模型,并借助Matlab语言实现可视化仿真模拟,以探究人流疏散逃生规律;引入疏散系数,并通过建立BP神经网络获取较优疏散系数,均衡各个出口所承担的疏散任务.结果表明,"鸟巢"演唱会在疏散过程中人群对通行出口的选择较为不合理,仿真疏散总时间长达455.5 s,与理想疏散曲线所得疏散总时间270.0s相比,存在40.7％的偏差,为减小此偏差引入出口疏散系数指导人群定向选择出口,通过仿真模拟得到的疏散总时间为312.0 s,减少约31.5％,出口选择不均衡现象被显著缓解.最后提出了针对疏散不平衡问题的相关措施.     

基于元胞自动机恐慌状态下人群疏散模型研究

为了研究恐慌情绪对疏散中人群行为的影响，结合决策理论和情绪感染相关理论，同时考虑恐慌情绪对行人决策的影响和恐慌情绪本身的动力学特性，如情绪感染和衰减等，采用元胞自动机方法，建立基于场域模型的恐慌状态下行人决策修正模型，采用该模型研究恐慌情绪对人群疏散行为的作用规律。研究发现:当处于优势疏散位置的行人，由于恐慌做出非理性决策，不仅降低了自身的疏散效率，而且会占据其他行人的最优疏散路径，因此导致整体疏散效率的下降；随着恐慌情绪阈值增加，同一时刻的恐慌人数减小，疏散时间减小，且存在某一临界值，使疏散时间最短；情绪自衰减速率是影响恐慌情绪的关键因素，且存在决定恐慌情绪的蔓延或者衰减的临界值；行人的恐慌程度随着行人密度的增加而增加，因为人群规模较大时，恐慌情绪的感染次数增加，并在人群中得到反复加强，从而使人均恐慌值增加。     

考虑行为特征的人群疏散模拟研究

为研究聚集活动中的行人在移动过程中所表现出的行为特征对人群整体移动过程的影响,通过实验观察与计算机仿真模拟的方法对人员移动进行研究.通过对实验视频的观察分析,在CTM模型基础上建立考虑人员跟随行为与保持距离行为特性的移动模型,并在简单无障碍和复杂多障碍的场景进行仿真实验.结果表明:模型能有效地描述行人的运动特征,而且拥...     

建筑火灾中智能疏散诱导系统对人群疏散影响的仿真

采用改进的元胞自动机模型,引入视觉效应和听觉效应系数,模拟不同人员在混合行为模式下的疏散过程,通过改变诱导信号对人群疏散的作用范围,研究智能疏散诱导系统的视觉诱导、听觉诱导及双重诱导对人员疏散过程的影响,给出一种基于多参数的智能动态标识算法.结果表明:该系统通过对声、光指示器等诱导标识的实时控制,给出人群疏散的动态标识路径,指示疏散人员选择合理的疏散行为模式,从而提高疏散效率;在不同行为模式下,借助声、光双重诱导机制,选择正确的疏散诱导标识的数量、位置和方向,扩大疏散诱导标识的影响范围,可以有效缩短疏散时间;根据基于多参数的智能动态标识算法,控制动态疏散线路标识的工作状态,给出疏散人群的动态标识路径,能够提高人群的疏散效率.     

基于人群恐慌的地铁应急疏散仿真研究

为研究恐慌状态对地铁应急疏散的影响,分析了恐慌状态下的人群行为特征及地铁疏散过程中人群恐慌的影响因素,构建恐慌条件下的人群疏散模型,并将此模型运用Anylogic仿真软件进行模拟。结果表明,恐慌在一定程度上会延长疏散时间,恐慌状态下人群的疏散行为更符合实际情况,对地铁应急疏散具有指导性意义。     

基于声学引导的元胞自动机疏散仿真研究

为了提高大型公共建筑人群疏散效率,采用广度优先搜索算法(Breadth First Search, BFS)建立“静态场强”,以声学引导、心理行为特性等信息建立“动态场强”,构建基于声学引导的疏散模型,并利用此模型研究不同声源特性对疏散的影响。结果表明,通过声学引导可以有效改变人的行为,使区域内的人员快速选择最优路径,大幅提高疏散效率。声源信号引导人员朝着同方向移动,在狭窄区域内易产生瓶颈现象。当背景噪声过高或声源频率与材料的最大吸声系数频率相近时,声学引导对疏散效率的提升较为有限。     

基于自适应共生生物搜索的人群疏散方法

为了解决传统场域模型在刻画人群疏散过程中的不足,基于自适应共生生物搜索方法来改进场域模型,构建了一种新的室内空间人群疏散优化模型。首先,该模型将路径拥挤度和局部方向拥堵度2个因素融入场域模型,以此构建最小疏散时间的目标优化函数。其次,通过调整动态自适应因子对共生生物搜索的共栖阶段进行扰动,解决优化方法的局部最优问题。最后,根据搭建的真实疏散环境与仿真试验平台,对比分析了改进模型与传统场域模型之间的性能状况。结果表明：传统场域模型在出口处容易造成大量拥挤,而优化模型能够有效实现躲避拥堵;同时优化模型可以根据不同时间段动态调整疏散策略,提高疏散效率。     

基于群集动力学模型的密集场所人群疏散问题研究

密集场所人群疏散问题直接关系到大型公共场所的安全保障能力.应用群集动力学理论方法,在密集人群群体流动过程和个体流动过程分析的基础上,对已有的人群疏散数学模型进行改造,使之更加符合实际意义.以实际人群密集场所为例,进行数值仿真,寻求一定人流密度和疏散时间约束下的最佳疏散通道宽度以及关于开放疏散出口数量的最佳疏散策略,以达到最佳的疏散效果.为有效解决应急环境下密集场所人群疏散问题提供了理论依据,可用于指导密集场所建筑物的结构设计改进,以及疏散过程中的调度管理优化等.     

基于Evacuation NZ疏散模型火灾人员疏散时间研究

为准确计算火灾人员疏散时间,本文基于计算机模拟火灾人员疏散时间的优势,运用Evacuation NZ疏散模型模拟大型建筑物火灾疏散时间,并与传统工程算法的疏散时间以及实际疏散演习时间进行对比。结果表明:Evacuation NZ疏散模型比传统工程算法得出的疏散时间更接近实际,为消防监督人员和建设单位估算模拟疏散时间提供参考。     

考虑绕行效应的人员疏散元胞自动机模型研究

在传统的元胞自动机疏散模型中,行人只考虑临近的4个网格状态以做出运动决策,而在实际疏散过程中,每个人会从更大的感知范围内收集信息,并会主动避开障碍物,从而选择更合理的路径。针对此问题,建立考虑绕行行为的元胞自动机模型（DCA模型）,模型引入行人感知范围参数,用于反映行人对障碍物的反应程度或绕行倾向;通过建立单门疏散场景,研究绕行效应对疏散的影响。研究结果表明:考虑绕行效应时,行人能够更好地绕过障碍物,在出口前形成典型的拱形聚集形态;感知范围越大,拱形聚集形态形成的越快;通过将DCA模型与经典的无后退的有偏随机行走模型和场域模型分别进行比较,DCA模型可以减少不必要和不合理的后退运动行为,这与实际更为一致。     

基于Dijkstra算法的火灾环境下人员疏散仿真方法

模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出一种基于Dijkstra算法的人员疏散仿真方法。该方法借鉴网络路由的思想,综合考虑在人员动态疏散过程中发生的通道、路口损坏,人员拥堵等情况,采用RIP选路协议中的DV算法,实时计算最佳逃离路径(最低耗费路径);同时,利用路由转发机制,辅助人员决策疏散方向。     

疏散规模对亚区域人群疏散过程影响的模拟研究

为了研究不同疏散规模对疏散动态特征的影响,基于矢量模型构建城市亚区域人员疏散模型,采用个体行为模拟技术和矢量二维连续空 间解析方法对城市亚区域疏散中的个体行为进行模拟。通过设置不同的疏散规模,在Legion平台模拟分析疏散人口数对疏散运动时间、疏散速 率、空间使用率人员密度等疏散动态特征的影响。结果表明,随着疏散人数的增加,总疏散运动时间变长,但其变化率远低于疏散人数变化率 ;最大疏散速率增大,但出现最大疏散速率的时间随之延后;空间使用率增加,沿小区次干路、主干路到小区出口变化明显;拥堵情况增加, 小区主干路、次干路与主干路交叉口及小区出口处拥堵较为严重。     

基于Pathfinder的某高校图书馆人员疏散模拟研究

本文基于Pathfinder计算机安全疏散模拟软件(试用版),对典型人员密集场所某高校图书馆人员疏散进行了研究。首先通过导入学校图书馆的建筑施工图合理简化建立疏散模型。然后通过Pathfinder软件进行人员疏散模拟分析研究了图书馆是否使用备用疏散楼梯对疏散时间的影响,量化了使用备用楼梯的作用。分析结果表明:楼梯内人员疏散速度缓慢是导致该楼人员全部疏散完毕时间较长的主要原因。同时,模拟、分析、比较、计算出在所需安全疏散时间(RSET)的条件下图书馆所能容纳的最大人流量。     

公路隧道火灾发生位置与人群疏散通道仿真研究

利用EXODUS建立隧道的仿真场景,确定疏散人群仿真参数,并将出口工效OPS作为评价疏散效率的指标,分析不同火灾发生位置对疏散时间的影响。采用K-means算法分别对火灾发生位置和人群疏散通道位置进行聚类,并建立基于两者影响下的出口工效模型,通过对该模型求偏导,得出隧道火灾发生位置和人群疏散通道选择之间的关系。研究结果表明:火灾发生位置越接近人行横通道,疏散时间波动越大,人行横通道和隧道入口的疏散时间随人群疏散区域分界线变化,当火灾发生距人行横通道20~110 m时,变化明显,当距140~350 m时,变化平稳;出口工效OPS总体呈现不稳定的阶梯状变化趋势;火灾发生位置和人群疏散通道的最优位置呈线性递减关系。研究结果可应用于隧道应急指挥中心管理人员制定有效疏散路径和采取诱导分流人群措施。     

基于文献计量的人员疏散研究现状及发展趋势研究

有效疏散是保障人民生命安全的主要手段之一。疏散是一个具有多因素耦合的复杂过程,所涉及学科、领域广,文献种类多。为了揭示国内外疏散研究的重点和发展趋势,使用VOSviewer和CiteSpace软件对知网和Web of science数据库文献资料进行可视化处理,并基于文献计量学理论和方法对年度发文量、发文国家、文献作者及合作情况和关键词等内容进行分析。结果表明,目前疏散领域正处于探索阶段,还有很大的发展空间;在2012年1月—2022年6月,该领域全球发文量占比中国最高,美国其次;国内外交流合作尚不频繁,还未形成研究主力军和核心作者群;研究热点主要在火灾以及模拟方面,特别是对于火灾疏散方面的研究。为了保证研究结果的重复性和可靠性,应进一步加强研究。     

地铁站异质人群疏散折返行为模拟分析

为了解折返行为对异质人群的疏散影响,应用Pathfinder软件对地铁站异质人群突发状况下疏散折返行为进行研究。对人员面对不同情景时的折返意向进行调研,分析了疏散楼梯宽度、折返人员比例、折返位置、列车到站数量、折返人员类型等对地铁站疏散速率以及疏散时间的影响。研究结果表明:折返比例、折返距离和难度与稳定疏散期疏散速率呈负相关,与疏散时间呈正相关,疏散楼梯宽度倍数则反之;地铁站停靠的列车数量与疏散时间呈正相关;肩越窄、运动速度越快,稳定疏散期的疏散速率越大、整体疏散时间短。     

基于元胞自动机的弱视条件下群体疏散的仿真研究

根据人在弱视情况下的行为特征,建立基于元胞自动机的逃生模型,对弱视情况下的人群疏散进行了模拟。模拟过程中考虑了人的学习能力及人与人之间的相互作用等因素,模型加入吸引子使模拟人的疏散行为更为灵活。基于人能通过熟悉周围环境作出合理判断的学习能力,引入了"积累步长"的概念,使人的沟通判断能力(走过的路径、边界和出口位置通过交流能够获取)在模型中得到体现。获取足够信息的人可以避免多余的寻找,降低了逃生时间,体现了"人多力量大"的互助行为。通过大量的模拟实验,并讨论不同的环境条件对人群疏散的影响。