船舶多出口房间疏散问题研究

为了提高船舶人员疏散效率,针对船舶火灾情况下多出口房间的人员疏散,提出了结合博弈论和社会力模型的疏散优化模型.模型考虑了人员之间的相互作用、人员到出口的距离和出口大小对人员选择出口的影响,用博弈理论得出多出口条件下人员个体的最优决策路线,并对社会力模型中人员动力学进行修正,作为新模型中人员运动的动力学基础.用新模型对多出口无障碍房间进行人员疏散仿真,结果显示,上述模型可以仿真出人员在多出口房间中对出口的优化选择,并能改善基础社会力模型中存在的不足.仿真结果表明,上述模型能有效缩短人员逃离房间的时间,并能模拟多出口条件下人员疏散的场景,为规划和管理多出口房间的疏散提供参考.     

基于精细网格的BRT车站疏散模拟研究

通过分析当前人员疏散模型,结合BRT站台的功能属性与物理特点,提出了一种基于精细网格的BRT公交车站人群疏散模拟方法.将车站疏散区域划分为以固定人均占地面积为单位的精细单元网格,并在此基础上构建了人员疏散模型.人员疏散模型包括疏散人员的运动方向、不同类型人员在疏散状态下的运动速度等人员行走规则和有无视野范围的避障原则、出口转移意愿等冲突解决机制.以广州BRT岗顸站作为模拟站台进行疏散模拟,验证了模型的实用性与可行性.     

基于元胞自动机的人员疏散过程研究

紧急情况(如火灾等)下的人员疏散研究可为减少人员受到伤害提供必要的指导.提出了一种基于元胞自动机的微观离散模型,该模型将人群按照年龄和性别进行了划分,把所有人员都作为一种客体.在疏散过程中,每个人员的行为参照在其视野中的其它人员的行为进行加权处理.针对不同移动速度的人员比例,权系数等参数,进行了多方面的数值模拟,研究结果表明,提出的模型能够较好地模拟紧急情况下的人员疏散现象.     

宏观场景指导下的微观agent人员疏散仿真模型*

现有的微观agent模型难以描述人群分布和人群运动对疏散过程的影响,为此建立宏观场景指导下的微观agent人员疏散仿真模型,并考虑疏散过程中“推挤—穿行”行为的影响。该模型重点模拟了宏观场景中人群分布及“推挤—穿行”对人员疏散的影响。仿真实验表明该模型可以帮助agent选择更合适的疏散路线,并验证了疏散过程中发生“推挤—穿行”将会延长疏散时间,结果比较符合实际,证明了该模型的合理性和适用性。     

基于社会力模型的人员逆流行为

为真实地再现人员疏散场景,针对人员疏散过程中的逆流行为问题,提出一种基于社会力模型的人员逆流行为仿真模型,研究在场馆内人员疏散过程中的逆流行为及其对疏散结果的影响。根据社会力模型建立人员疏散模型,采用主从个体之间的吸引力对从个体行动方向的决策作用来描述逆流行为。在有逆流行为情形下的单出口和多出口场馆进行仿真,仿真结果表明,该模型有效且具有可行性,能够模拟出人员疏散过程中的逆流行为,随着逆流个体的增多疏散时间呈非线性增加,在相同情况下主原地等待行为比主不原地等待行为的影响更明显。     

基于元胞自动机的应急疏散系统仿真研究

分析了紧急情况下人员疏散的难点,提出了应急系统人员疏散策略,设计了一种基于CA的人员疏散模型.通过模型仿真,分析模型中相关参数对疏散效果的影响,在此基础上对人员疏散模型中地场方法进行改进,模拟结果表明,基于CA的应急疏散仿真能够很好的模拟建筑内人员应急疏散行为及紧急事件的发展情况.同时该仿真方法具有直观性、灵活性和可扩展性,为应急管理研究提供了一个很好的研究思路.     

模拟疏散中个体及群体运动方法

应用元胞自动机和人工智能原理模拟人员的疏散,研究了"分块划分"情况下个体的智能寻径行为以及当出口人员密度达到一定阀值时群体运动的规律,发现分块划分条件下人员的行为与现实中人的寻径及避障行为更接近;采用"出口处群体运动"与单独采用个体运动算法相比,同等计算机资源条件下,最大疏散人数得到了提高,而在同等人员属性配置下,在一定范围内,疏散时间变化不大。结果表明分块划分与出口"群体运动模拟"能够减少硬件本身对结果的影响,从且保证了结果的有效性,是一种模拟真实场景紧急疏散的可行方法。     

大型建筑物人员疏散仿真系统及实现

人员疏散仿真的关键是模型的选择,为了使仿真结果更加接近实际,基于元胞自动机模型,改进和优化了人员疏散仿真算法,设计了目标元胞选择算法,提出个体竞争力的定义和计算方法,在疏散仿真模型中引入环境熟悉程度和运动方向等因子,设计并实现了疏散仿真系统,实验结果表明,系统能够更加真实地仿真紧急状况下人员疏散的全过程.     

基于LBM算法的大规模人群疏散研究

人群聚集活动越来越多地出现在各种公共场合,而由此引发的各种安全问题也逐渐受到社会各界的重视.在重要建筑和人群密集场所突发重大恐怖事件时,将人员在较短的时间内紧急疏散至安全地带是恐怖事件紧急救援的首要任务.文中提出一种基于LBM的高效的人群疏散算法及模型,该模型将Lattice Boltzmann Method的D2Q9模型应用于人流疏散的模拟过程.该模f的着重点在于研究人群的疏散过程,从人流整体的运动特点考虑疏散问题.针对大规模人群紧急疏散的模拟,可比较精确地预测人流紧急疏散的过程与现象.     

基于人机社会力模型的人群疏散算法

针对公共场合紧急情况下人群疏散困难和效果有限的问题,提出一种基于人机社会力模型的机器人疏散人群的方法。首先,基于原始社会力模型提出了一种新的人机社会力模型,该模型在原始社会力模型的基础上加入了机器人对人作用的人机作用力;然后,基于人机社会力模型提出一种新的利用机器人疏散人群的方法,该方法在人群疏散场景中加入运动机器人,通过机器人自身的运动,利用人机作用力影响周围行人的运动状态,减小行人之间的压力,从而达到加快人群运动速度、提高人群疏散效率的目的。在室内封闭场景人群逃生、两群行人交错这两种典型的疏散场景中分别进行仿真实验,并将实验结果与未加入机器人的人群疏散结果进行对比分析,实验结果表明,基于人机社会力模型的机器人疏散人群的方法能够明显加快人群的运动,提高人群的疏散效率。     

基于Agent的应急疏散模型研究

根据突发事件出现的等级,选择安全区域,并采用适当的疏散方式,选择受灾区域的周边安全区域作为避难所;通过分析影响应急情况下人员选择目的地的因素,对人员疏散行为直观分析并结合人机功效评估,对疏散行为规范,建立基于Agent的应急疏散人员避难所选择模型。通过设定可能影响人员疏散的多种可能因素,该模型能够比较真实地模拟紧急情况下的人员疏散状态。仿真过程与实际情况相似,方法可广泛用于人员应急疏散过程分析研究。     

考虑个体行为的改进CA模型人员疏散研究

为更好模拟行人疏散过程中微观个体行为,考虑行人身材半径及在疏散过程中行人步行速度随运动状态变化,将社会力模型运行规则引入元胞自动机模型,建立了一种社会力模型计算步行速度、空间离散化程度和步行速度较高的疏散模型,用于模拟紧急情况下的行人疏散过程。在该模型中空间划分为更小网格,每个行人占用一到多个单元格,行人的身材半径不再不变,每个行人移动的距离由其速度决定,根据基于速度的出口选择方法和行人运动规律,通过数值模拟分析,研究了疏散过程中的动态性。研究表明基于速度的网格移动数量、行人数量、期望速度、行人身材半径、松弛时间等参数影响疏散效率,结合连续模型的优点能够更加客观真实刻画疏散过程,有助于离散模型描述行人疏散微观行为特征。     

基于元胞自动机的普通超市火灾疏散模型的构建

通过分析已有的元胞自动机理论,结合人员疏散的特点,构建了考虑出口吸引力、火灾排斥力、摩擦力、排斥力和从众吸引力的普通超市火灾疏散模型。该模型充分考虑了多个因素对疏散过程的影响,对影响因素进行归一化处理,以综合影响因素建立的元胞转移强度作为行人移动规则。针对超市疏散人数、出口宽度及相隔距离、从众心理对疏散时间的影响进行了研究,并采用仿真疏散软件Pathfinder+FDS对模型进行验证,说明疏散模型具有一定可信性。研究表明行人疏散时间随人数呈线性正相关,人数存在临界值;出口宽度越宽或出口越多疏散时间相对越短,当达到出口阈值时对疏散时间影响不大;在陌生疏散环境或紧急情况下适当的从众行为会提高疏散效率。     

建筑物火灾人员疏散的计算机仿真

将建筑物在平面上划分成能反映人员具体位置的几何坐标网格,根据不同人员在不同网格内的移动特性确定其移动速度,建立了描述人员疏散过程的数学模型,用场模拟的方法可以准确得到建筑物疏散时间和人员疏散轨迹,其仿真结果与国外同类软件对比具有较好的精度。     

行人运动建模技术综述*

随着计算机数值模拟技术的迅速发展,行人运动仿真技术开始成为人群疏散仿真、城市规划和计算机疏散软件开发方面的研究热点。介绍了对行人建模仿真的初步研究,重点介绍了基于行人行为的微观行人运动建模方法,并对各个模型进行了比较分析和研究展望。     

Enhancing a tsunami evacuation simulation for a multi-scenario analysis using parallel computing

The numerical investigation of tsunami evacuation is becoming a major way to assess the potential evacuation risks and consider countermeasures, but it has been mostly limited to GIS-based static analysis or macroscopic agent-based modelling due to the costs of large-scale simulations. In this paper, we propose a simplified force-based evacuation simulation model and an easy-to-implement parallelization strategy for a large-scale microscopic tsunami evacuation simulation and demonstrate its applications in an actual urban environment. First, the simulation performance was verified and validated against experimental and observational results regarding basic pedestrian movement. The test results qualitatively and quantitatively showed good agreement with real pedestrian movements. The model was then applied to a case of tsunami evacuations in Kesennuma City, where the 2011 Tohoku tsunami caused devastating damage. The model was successfully scaled up to provide urban-scale characterization. In this application, the developed simulator was implemented by a hybrid MPI/OpenMP parallelized computing technique. By utilizing the proposed model with parallel computing, we achieved an urban-scale microscopic evacuation simulation five times faster than real-time and a stochastic simulation to evaluate the uncertainty in the evacuation simulation.     

计算机辅助大规模人群疏散平台

针对现有疏散策略的不足,构建一个计算机辅助大规模人群疏散平台,为政府相关部门在城市建设和防灾规划中提供科学决策支持。该平台集成了疏散仿真模型和基于时变动态流问题的路网优化模型,引入组件式GIS技术,采用模块化多层体系结构建立了一个准确、实时的疏散引导系统。     

低能见度环境下多出口场馆人群疏散研究

为了提高多出口场馆人群疏散效率,针对低能见度环境下多出口场馆人群疏散问题,在基本的社会力模型上加入了领导者吸引力和能见度范围的限制,建立了低能见度环境下多出口场馆人群疏散仿真模型,研究低能见度条件下人群疏散行为及疏散领导者对疏散结果的影响。在改进的社会力模型中,每个待疏散人员只对能见度范围内的其他个体或墙壁存在心理作用力,并且只有疏散领导者和出口附近的个体能够准确地判断出口位置,而其他个体只能根据能见度范围内的环境信息或疏散领导者的领导进行疏散。仿真结果显示,该模型可以较好地模拟出低能见度环境下多出口场馆人群疏散情形,疏散领导者选择距离最近的出口为疏散方向,普通个体会跟随能见度范围内的大多数个体或疏散领导者进行疏散,且疏散领导者的存在和其初始位置的合理设定能够提高疏散效率。