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。     

考虑熟悉度与恐慌效应的人群引导疏散仿真算法研究*

为研究紧急情况下人群疏散行为特点,结合势场理论和多出口选择模型,建立考虑引导、熟悉度和恐慌效应的PFT-LMES人群疏散算法。通过搭建有障碍和无障碍2种室内场景,研究不同环境熟悉度以及行人密度下引导作用对人群疏散效果的影响。研究结果表明:引导作用能够提高疏散效率,平衡各出口利用率,引导效果随行人密度增加更加显著;总体疏散时间随引导强度的提高表现为先减小后增大;当接受引导的人数占总数的42%时,2出口各自选择人数与出口通行能力比例基本一致,引导效果达到最优;相对于环境熟悉度较高的人群,不熟悉环境行人的引导效果更为显著。研究结果可为大型场所的紧急高效疏散提供参考。     

基于人因安全心理视角下人员疏散时间模型研究

为提高疏散时间模型的可靠度,基于人因工程中安全心理因素理论对高校宿舍疏散时间模型进行研究。采用了多元线性回归分析和曲线估计方法,通过疏散演习获取实验数据,构建安全疏散心理因素指标,在人员疏散时间回归模型的基础上,结合SPSS软件的回归分析,建立了疏散时间回归方程。在考虑群集疏散速度的前提下,对疏散时间方程进行优化,并利用Origin等高线图直观地表现了疏散时间、速度、人数三个变量的关系。结果表明:疏散时间主要受性别、楼层、指挥者和环境熟悉度的影响,疏散人数与疏散时间呈三次曲线关系,研究结果可为人员疏散设计和疏散方案的制定、疏散路径的优化提供参考。     

人群应急疏散模型构建及疏散效率分析研究*

为更系统地分析社会网络内预警传播对人群疏散效率影响,以江苏德桥仓储有限公司“4·22”较大火灾事故为背景,构建人群应急疏散模型,模拟不同预警策略应用下社会预警传播及人群疏散动态过程,分析不同情景动态演化特征。研究结果表明:高效预警策略确保多数人被预警、疏散的同时,会造成人群集聚性疏散,引发严重交通拥堵,需采取有效方法降低交通实时承载量,保障疏散速度,进一步提升疏散效率。研究结果可为完善应急疏散方案提供借鉴。     

考虑信任的公私合作监管演化博弈分析:以新冠病毒医疗垃圾管理为例

为提高政府与私人企业间的合作绩效,在构建未考虑与考虑信任水平的公私合作收益矩阵的基础上,提出相应的演化博弈模型,分析不同情形下政府与私人企业在新冠病毒(COVID-19)医疗垃圾管理中策略演化趋势。通过数值算例,对比分析未考虑与考虑信任水平的公私合作监管策略的演化轨迹,剖析惩罚成本对博弈双方策略演化轨迹的影响。研究结果表明:在新冠病毒医疗垃圾管理过程中,不仅需要考虑设计惩罚机制规避私人企业的机会主义行为,而且还需建立信任机制引导私人企业提供高质量服务,从而实现整体收益最大化的目标,进而促进整个系统的可持续发展。     

基于演化博弈的应急医疗物资质量保障策略研究

为保障突发公共卫生事件时应急医疗物资质量,满足医院物资需求,运用演化博弈理论构建政府、公立医院和医疗物资供应商三方博弈主体决策模型,并求解各方决策的纯策略纳什均衡解和混合策略纳什均衡解,探讨常态化和非常态化下三方博弈主体合作机制的动态演化过程。研究结果表明：减少政府监管成本并加大对医疗物资供应商的奖惩力度对供应商诚信销售效果不明显;减少供应商诚信销售成本、增加其隐性收益、加大医院投诉概率,可促使供应商诚信销售,同时提升政府公信力,最终三方博弈主体策略均收敛。研究结果可为突发公共卫生事件中保障医疗物资质量提出对策与建议。     

考虑小群体行为的建筑疏散试验研究

为探究小群体行为对行人疏散决策及运动过程的影响,开展复杂建筑布局内的行人疏散试验.试验人员按照小群体规模以及对建筑物布局熟悉程度分为24组,获取所有组别小群体的出口选择、疏散路径、疏散速度和决策时间等数据.研究结果表明:小群体疏散速度慢于个人疏散,但与小群体规模没有相关性;对建筑物布局熟悉的小群体疏散效率更高;相比个人...     

基于演化博弈的矿工脱岗行为原因研究

为探究矿工脱岗行为解决办法,采用演化博弈理论建立了矿工与煤矿企业之间的策略博弈模型。首先根据矿工与煤矿企业间的利益相关性确定影响各方利益的综合因素,然后结合煤矿企业实际确定两博弈方的收益矩阵,进而利用演化博弈模型分析两博弈方进行决策的动态演化过程。结果表明,博弈方选择不同策略的概率取决于对手的得益,且两博弈方的策略相互影响,最终达到3个稳定状态,即(在岗,不检查)、(脱岗,不检查)和(脱岗,检查)。矿工坚守岗位与脱岗处罚、矿工损失、检查成本等因素有关,并结合具体案例进行验证,建议煤矿企业应加大检查和处罚力度,使脱岗矿工损失较大,以逐渐减少脱岗行为。     

消防安全告知承诺管理中的核查策略博弈分析

为厘清消防安全告知承诺管理中消防监管部门与公共场所管理部门的策略选择机制,本文运用演化博弈理论,构建告知承诺管理背景下的双方现场核查博弈模型,并对双方博弈系统演化方向和均衡点的稳定性进行分析;然后利用Matlab软件模拟双方在"不严格核查、失实承诺"、震荡无稳定策略、"严格核查、失实承诺"以及"不严格核查、如实承诺"4类情形下现场核查博弈演化过程,分析双方策略选择的原因和趋势,讨论影响演化博弈过程的因素.结果表明:消防监管部门的核查力度和公共场所管理部门如实承诺的程度,以及消防监管部门的核查组织成本、信息公开的社会收益、上级消防监管部门的处罚、公共场所管理部门的消防安全投入成本、场所受到行政处罚和相关经营损失等是双方策略选择的影响因素;公共场所的经营收入与消防监管部门制定标准、审核承诺的组织成本不是双方策略选择的影响因素.     

"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STEPS的地下双层岛式站台人员疏散模拟研究

本文以某地地下双层岛式站台车站为例,针对设定疏散场景使用STEPS软件分别从人群结构、疏散楼梯宽度以及疏散策略进行模拟分析,结果显示,在采取一定防火分隔的条件下,通过过轨疏散节点疏散可以减少站台人员事故疏散时间,提高疏散效率。     

人群分区疏散优化算法研究

在疏散过程中,出口利用不均现象时有发生,距离最短路径并不一定是最快的路径。提出了大规模人群分区疏散优化算法,该算法以疏散时间最短为目标,综合考虑了人群分布、出口位置、出口宽度等因素,通过迭代计算,求解每个行人的最优出口选择,从而得到优化疏散分区结果。以具有多个出口的某大型步行商业街区疏散为例,利用经典的无后退有偏随机行走模型进行模拟计算,对是否采用优化分区的疏散时间进行了比较分析。结果表明:采用优化分区疏散时,部分人员放弃路径最短的疏散出口,而被导向选择宽度较宽和附近人员密度较低的出口,从而提高整体疏散效率。该算法解决了以距离最短为目标的疏散分区方式导致的出口利用不均和不充分的现象,有效提高了疏散效率,对于区域分区疏散策略的制定具有一定指导意义。     

建筑工人参与安全管理演化博弈研究

为提高建筑施工全员安全管理水平,运用演化博弈理论研究特定群体结构的工人参与安全管理意愿。以二维三角晶格复杂网络表征工人群体结构。从公共物品博弈角度,构建建筑工人参与安全管理演化博弈模型。对不同增益系数、噪声强度及合作者初始分布情况下模型的演化进行数值模拟。结果表明:群体结构对博弈结果起重要作用,提高增益系数与噪声强度对工人选择合作策略分别起促进和阻碍作用,合作者初始分布影响演化过程中团簇结构的形成。可通过提高工人个体对安全行为投资效益的理性认识来增强工人参与安全管理的意愿。     

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。     

非常规突发事件下应急物资储备政企协同演化博弈

为有效降低应急物资政企协同管理下的物资损失，基于协同管理机制的特性，首先，分析协同管理成本、政府补贴力度、企业前景损益、政府惩罚力度等因素对政企双方演化博弈决策的影响；然后，构建非常规突发事件下应急物资储备政企协同演化博弈模型；最后，通过仿真试验验证常规环境和非常规突发事件下政府和企业的不同行为对应急物资储备的影响，探究企业行为策略和演化稳定性，并分析影响政企双方行为决策变化的因素。结果表明：适当的经济激励既可以提高应急物资储备的效率，又有利于促进企业主动承担社会责任，激发企业主导应急机制的落实推进；降低企业参与应急物资储备协同成本，提高企业主导落实应急物资储备带来的长期经济收益与社会收益，有利于提高对非常规突发事件的应对能力；两方博弈主体的成本收益满足一定条件时，系统将演化至稳定状态。     

高层建筑楼梯与电梯耦合的安全疏散策略研究

人员疏散是高层建筑火灾应急管理中重要问题之一。仅依靠楼梯无法在火灾初期安全快速地大批量疏散人群，必须引入其他疏散途径，才能达到安全疏散的要求，而引入电梯，实现楼梯电梯耦合疏散，成为未来高层建筑火灾垂直疏散的新趋势之一。运用BuildingEXODUS从不同建筑高度、不同人群密度、不同人员类型3个方面，运用楼梯模式、A型Shuttle Floor模式、B型Shuttle Floor模式、Sky Lobby模式4种模式进行模拟，提出每种情况的最优疏散策略。研究结果表明:任何层数的高层建筑都存在1个或数个最佳分离楼层使楼梯电梯耦合疏散的效率最高；在运用楼梯以及耦合方案2时，疏散时间与建筑高度呈线性关系，且随着楼层的增高耦合方案2所用疏散时间越来越接近楼梯疏散时间的二分之一；不同人群密度与最佳分离楼层无关；当人员平均疏散能力较高时，最佳分离楼层会上移反之则会下降。     

基于涟漪扩散算法的元胞自动机人员疏散模型研究

为探究大型公共场所内应急疏散调控策略的合理性、有效性和安全性，开展了2类场所的应急疏散调控策略的仿真研究，记录疏散时间、疏散拥堵时间和路径拥堵程度作为衡量应急疏散调控措施的指标，建立以多对多涟漪扩散算法为核心的线性元胞自动机模型。结果显示，与原有的疏散路线相比，使用算法规划的应急疏散路径可以缩短疏散时间；与仅仅使用算法规划应急疏散路径相比，考虑单一的路径拥堵情况或路网结构而增加的调控措施可能与疏散初衷相悖；但在使用算法规划路径的基础上，综合考虑路径拥堵情况和路网结构而增设的调控措施，其疏散效果是最好的。研究结果可为应急疏散管理者提供紧急情况下的调控策略，避免疏散过程中出现的拥挤、踩踏等二次事故的发生，进而保障人群的疏散安全。     

基于系统动力学模型的旧工业建筑再生利用项目监管演化博弈研究

目前,在旧工业建筑再生利用过程中,存在程序不规范、违规建设监管不足等问题,严重影响了项目的效益和建设进度。为了解决以上问题,采用演化博弈方法对旧工业建筑再生利用项目监管机制的内在机理、利益相关者策略选择的影响因素展开了深入研究。首先,基于一定的假设条件和参数设定,建立了“政府-开发商-社会公众”3个利益主体之间的演化博弈模型;然后,通过不同策略下各主体的支付矩阵得到了复制动态方程,求解了三方利益主体的策略选择和均衡点;最后,构建了包含3个利益主体的系统动力学模型,利用Vensim PLE软件对博弈模型进行仿真模拟,深入研究了演化博弈模型中敏感参数对三方利益主体演化策略的影响。结果表明：政府策略选择对监管成本、媒体可信度、政府声誉损失值较为敏感;开发商策略选择对处罚力度、社会形象损失值较为敏感;社会公众策略选择对监管收益较为敏感。因此,在旧工业建筑再生利用过程中,应鼓励社会公众参与监管,并通过降低政府监管成本、提高开发商违规建设的惩罚力度及额外信誉损失、加强与舆论媒体的合作、提高舆论媒体可信度等方式,促进建立有效的项目监管机制。     

人因习惯心理对安全疏散的影响研究

针对人员习惯心理的影响因素及其对安全疏散的影响问题,提出一种综合考虑习惯心理和恐慌、从众心理影响下的人员出口选择计算方法。通过问卷调查和访谈,获得人员在熟悉环境中产生习惯心理的原因,采用Pathfinder软件模拟某高校学生食堂的安全疏散情况,得到习惯心理及恐慌、从众心理综合影响下安全疏散时间、出口使用效率以及人员个体疏散时间的差异。结果表明:“目的导向”是人员在熟悉环境中形成习惯心理的主要因素;在人员聚集程度大的方位设计宽度较大的出口,以及在人员习惯的行进方向设计建筑物的主要出口,可以有效提高建筑物紧急疏散的效率。     

基于公众参与行为的化工企业监管治理演化博弈分析

化工生产安全事故频发对社会生活和公共安全造成严重影响。针对化工企业监管治理问题,将公众参与行为纳入到监管过程,基于演化博弈理论构建地方政府、化工企业、公众三方博弈策略收益矩阵,对比分析各博弈主体行为策略的演化稳定均衡。研究结果表明:对于化工企业,降低企业安全投入成本、加大政府处罚力度和提高政府严格监管的概率,将促使化工企业更倾向于选择安全投入策略;对于地方政府,降低政府的监管成本、增大上级政府的问责和对疏忽安全投入企业的罚款力度,将有助于地方政府最终选择严格监管策略;对于公众,降低监督举报的成本和提高对公众监督举报行为的奖励,将有利于公众积极参与监督,实现对化工企业的有效监管治理。