垂直升船机初期火灾疏散方案仿真优化研究

为提高垂直升船机初期火灾疏散效率， 通过分析垂直升船机的结构及疏散通道，确定垂直疏散路径；根据承船厢停靠规则，比较计算楼梯疏散时间、电梯疏散时间，确定垂直疏散时间；运用仿真技术，模拟分析不同停靠高程下的疏散时间，以垂直疏散时间最短为目标，求解最优疏散方案。案例结果表明：停靠高程与下游疏散平台之间距离逐渐增大时，楼梯、电梯疏散时间先增大再减小，并且适当减小楼梯使用比例能够有效缩短疏散时间、提高疏散效率。     

基于实时数据的应急交通疏散仿真方法研究

突发事件应急管理是非常态复杂系统问题,目前缺乏有效的研究手段.由于突发事件发生频率低,演化模型不明确,不确定性高的特点,在常态下广泛适用的传统仿真模型和基于数据的模型,通常难以直接应用在非常态情景中.本文提出了基于实时数据的应急交通疏散仿真方法,通过融合仿真模型和数据分析技术,使仿真系统能够兼容常态与非常态仿真计算,增强了其在非常态下的适应能力.本文以大规模交通疏散为例设计了仿真方法,该方法可以提高应急状态下交通仿真系统的预测准确性,并有能力提供多种事件的可能发生方向,为交通疏散应急管理提供决策支持.     

一种通用的层次化人群疏散仿真框架

为建立一个具备高扩展性的人群疏散仿真可视化统一平台,对不同人群疏散模型进行动态环境下的人群仿真,探讨了人群仿真系统的拓展性问题。通过分析并改进现有仿真框架Menge,在其基础上设计了环境层、战略层、战术层、操作层和可视化层相结合的层次结构,并在各层次设计了拓展接口,以用户自定义的形式添加不同模块来实现各层次具体功能拓展。该仿真框架可以有效支持用户设计并实现各种人群疏散仿真实验,对比较不同人群疏散仿真模型的差异具有重要作用。     

基于有限理性路径决策的人员疏散双层模型

人员在疏散过程中难以获得关于疏散路径的全部信息，因此，确定疏散路径时仅能选取满意的而非最优的疏散路径.考虑疏散人员所能获知的疏散路径长度、拥挤程度和危险程度信息构建了人员疏散双层模型.该模型包括上层的人员路径选择模块和下层的人员空间移动模块，分别刻画了个体的有限理性路径选择行为和疏散运动过程.通过实例仿真，分析了出口宽度和有限理性参数对疏散人员路径选择和疏散时间的影响规律，结果可为建筑设计和疏散应急管理提供一定的依据.     

基于自组织的应急疏散个体间多阶段决策信息传播

自组织行为驱动下,应急疏散系统呈现着显著的阶段性特征。本文构通过构建UEWS模型来描述应急疏散人员多阶段决策的制定与调整,探究个体间决策信息传播对疏散效率的影响。UEWS模型引入系统参数、个体行为参数、状态转移参数及初始化参数,并根据龙格-库塔(Runge-Kutta)算法进行数值模拟及参数的敏感性分析。研究结果表明了个体间多阶段决策信息的传播、友邻效应等对疏散效率的积极作用,恐慌情绪对疏散效果的消极作用等。研究为城市危机与安全管理中应急方案的制定、应急疏散系统的控制与引导工作提供支持。     

基于改进A*算法的多层邮轮疏散系统仿真

为解决海上航行应急疏散效率低下的问题,提出一种基于改进A*算法的应急疏散系统。以网络流模型为基础,采用邻接节点的遍历方式完成路径搜索,并在代价值的计算中加入路径人员密度和路径障碍物的影响,使算法更具实用性。为提升算法效率,对网络进行节点优化,给出单层多出口情况下的多路径择优方案,并考虑在路径发生拥堵时进行二次规划。仿真结果表明：该系统能够为多层大型邮轮上的人员提供一条有效的疏散路径,不仅在安全性方面可以有效避免路段拥堵情况,而且在疏散时间方面较传统A*算法更短,疏散效果更好。     

动态系统最优的疏散路线与出发时间综合优化模型

疏散是应急管理的重要内容.区域性疏散涉及到大批车辆的集体性出行,为保证疏散的安全、有序,有必要在疏散规划中合理规定源点车辆的分批次出发时间和路线安排.以往大量研究将疏散路线和出发时间的优化描述为动态网络流优化问题.但在这些模型中,交通流的一个重要特征却没有得到合理反映,即路段走行时间等路网特征的变化不但与时间有关,还依赖于路段或路网的交通负荷.本文提出了一个动态系统最优的疏散路线与出发时间综合优化模型,其中采用基于加载仿真的非解析式子表示流量传播约束,通过其反映路段走行时间随道路负荷变化的实际.设计了基于加载仿真的启发式算法,并给出了一个数值算例.     

基于改进PSO算法的人群疏散模型

针对粒子群优化算法（PSO）在疏散模拟中局部寻优能力差、易过早收敛的问题，提出了一种基于改进PSO 算法的人群疏散模型。在原有模型基础上引入正向驱动力、排斥驱动力、疏散人员的恐慌程度等因子；根据环境因素和人群移动动态调整疏散人员的方向，并在最佳出口选择机制下趋向理想出口；对出口位置等物理因素进行疏散效率的参数化仿真实验。实验结果表明了疏散模型的有效性，可有效避免疏散过程中的局部拥堵现象，从而为建筑设计与管理人员提供合理参考。     

轨道交通换乘站密集客流应急疏散仿真研究

轨道交通作为城市重要的公共交通方式之一,其安全运营至关重要。以重庆两路口轨道交通换乘站为例,根据实地调研获取的人员流量数据及空间结构特征,构建多层次轨道交通换乘站仿真模型,针对火灾、爆炸等突发事件,使用AnyLogic软件对站内人员的疏散过程进行仿真研究,包括疏散路线和疏散时间。研究目的是检验轨道交通换乘站应急疏散能力,并为其应急疏散策略制定提供有效借鉴。结果表明,案例中人员疏散到安全区总用时338 s,符合《地铁设计规范》“6 min”疏散时间要求,所提出应急疏散策略对实际管理工作具有借鉴意义。     

单绕式电梯动力学建模及仿真分析

以某单绕式电梯系统作为原型，建立了基于ADAMS的电梯曳引驱动系统，导轮系统、载客系统以及曳引钢丝绳模型。在此基础上，根据电梯系统的实际约束，建立整梯虚拟样机模型，并按照实际工作状况设计了电梯系统在运行过程中可能存在的曳引机微转失衡扰动和导轨扰动，建立了电梯的虚拟运行环境。仿真结果揭示了曳引机微转失衡与轿厢垂直振动的因果关系，以及轿厢水平振动的加速度响应值与电梯运行速度成正比的规律。     

人流紧急疏散模拟方法述评

将用于人流疏散的主要模拟方法进行整理,归纳为三大类:①微观模型,如元胞自动机模型、格子气模型、社会力模型、基于Agent模型及基于博弈论模型;②宏观模型,例如流体动力学模型;③基于生物实验视角.通过比较分析这些模拟方法各自的独特性和适用性,认为:对于微观模型,多种模拟方法组合来研究人流疏散;宏观模型适合于个体无差异的大规模行人流动模拟;生物实验可以作为一种验证微观模型及宏观模型模拟结果的有效手段.     

复杂建筑环境下电梯系统的快速仿真研究

高效的电梯仿真系统是研究电梯群智能控制策略的基础平台。在深入分析电梯运行轨迹和速度特征的基础上,提出了一种基于运行轨迹节点的电梯系统快速仿真技术,实现了不同客流强度、客流分布和层站高度等复杂建筑环境下的电梯多速度模式运行仿真。实例表明,该仿真系统在仿真效率上较传统仿真平台有明显的提高,为各种电梯群控制策略研究所需的大量仿真实验提供了优良的测试平台,具有较大的应用价值。     

重点片区道路应急避震疏散评价理论模型

根据对重点片区应急避震疏散影响因素的分析,结合系统动力学的基本思想和原理的研究,从灾害环境、道路空间、人员特性三个方面分析了地震疏散过程中的动态反馈性,建立了道路系统动力学疏散的因果模型和流量模型.结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路及疏散时间的要求,就地震灾害发生时重点人群密集片区的紧急疏散过程中的道路疏散能力进行了动态模拟,并根据模拟结果对重点人员密集片区的规划改建提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

基于元胞自动机的智能疏散模型的仿真研究

本文结合元胞自动机对信息表达和机器人对行为表达的优势,将疏散个体看成是具有分析决策能力的智能体,采用模块化结构构建了基于元胞自动机的智能决策模型.通过疏散时间模型、方向选择模型、通道吸引力模型等模块的组合,实现对复杂疏散行为的描述.将模型用于对大型超市疏散过程的描述,模拟仿真和数据分析的结果表明本文所构建的模型能够对个体及群体疏散行为进行逼真的描述,进而说明模型是有效的.     

人口密集区震后压埋人员伤亡及救援动态模型

根据对人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援影响因素分析,结合系统动力学基本思想及原理从地震破坏子系统、人员伤亡子系统、应急救援子系统、抗震防灾子系统四个子系统,研究了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援过程中的动态反馈性;建立了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援系统动力学因果模型和流量模型;结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路等的建设要求,就重点人群密集片区不同发震时刻震后压埋人员伤亡及救援过程进行了动态模拟;并根据模拟结果对人员密集片区的防灾及紧急救援提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

基于风险感知的室内疏散情绪传染与干预策略研究

针对突发事件下多出口多障碍物室内紧急疏散过程中恐慌情绪传染问题,综合考虑人格特性,年龄、性别上的风险感知差异以及意识调节作用构建情绪传染模型,利用AnyLogic进行模拟仿真,将个体情绪与疏散速度结合,实现情绪状态与速度的实时更新。验证疏散过程人员干预可以有效缓解恐慌情绪的蔓延,以期为紧急疏散过程中恐慌情绪传染提供理论依据。结果表明：自身判断力即意识调节作用在一定程度上可以有效降低疏散时间;初始恐慌人数持续增加最终会导致群体间恐慌情绪传染加快以及疏散时间增加;风险感知程度越低,行人更容易处于冷静状态;合理安排管理员位置可以有效抑制恐慌情绪蔓延,提高整体疏散效率。     

电梯系统机电耦合模型仿真研究

导出了电梯机械系统与电机之间的机电耦合方程,建立整个电梯系统的仿真模型。将电磁转矩和钢丝绳的弹性系数以变量的形式引入到模型中,对建立的模型分别在空载和额定载荷下轿厢上行、下行运行情况进行仿真,结果与电梯调速电机工作特性相吻合,并得出电流控制逆变器模块和曳引轮两侧的重力差对电磁转矩和轿厢加速度的变化曲线产生影响。同时仿真了系统参数变化时性能的变化情况,据此提出改进方法。模型可为电梯系统的总体方案设计提供可靠依据,提高新产品设计开发效率。     

社会行为驱动的疏散仿真方法研究

在紧急疏散场景中,个人具有的典型社会属性会对其疏散行为产生影响。将个体对环境的熟悉程度和个体所属团队这2种社会因素引入并应用到人群疏散仿真中,提出一种疏散仿真方法。利用RVO库的实时避碰技术模拟人群的动态运动过程,通过添加局部目标点以及对局部目标点的选择机制来动态模拟人群不同的社会行为。通过对不同熟悉度的人群以及不同团队数量的人群进行仿真实验,实验结果表明环境熟悉程度和团队因素对疏散时间存在一定影响,仿真结果具有较高真实性。     

基于LBM的城市建筑群系统洪水灾害模拟

极端气候变化背景下,东南沿海地区遭受的潜在洪水灾害风险不容忽视。基于格子玻尔兹曼计算流体力学方法,针对沿海城市建筑群系统开展了海啸冲击情景下内涝过程三维仿真研究,对理想建筑群洪水冲击实验开展了数值模拟方法可靠性和准确性验证。研究结果表明：沿河道、海岸线布置的建筑群的遮掩效应明显,城市内部建筑群受洪水的影响较小;建筑的布置方向和间距分布对洪水路径影响明显。开展的大尺度洪水情景下城市建筑群小尺度模拟分析方法,解决了二维模型不能计算复杂流场、地形、湍流等问题,克服了建筑群三维网格划分困难,为当前基于城市信息模型的洪水灾害应急管理和城市建筑规划提供技术参考。