片区人口紧急疏散仿真研究

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人员安全疏散问题受到国内外科研和工程技术人员的广泛关注,是公共安全和消防安全工程的重要研究课题,国内外学者针对公共场所人员疏散问题已展开大量研究。针对中观、微观研究相对分离的现状,本研究采用多分辨率建模与仿真技术,结合元胞自动机模型与多智能体技术建立智能模型,建立相关人员自组织行为规则PSOBR (Personal Self-Organized Behavior Rule),增加更多行为要素,实现微观自主疏散,中观引导疏散,并采用直观的“风险图”疏散评估方式,具体工作如下:(1)采用面向对象的程序设计和多线程技术,结合分布交互式仿真技术,建立基于多分辨率模型的分布交互式仿真平台,搭建微观、中观仿真演示系统,实现基于空间数据支持的人群疏散过程动态仿真与可视化。(2)微观模型以个体运动为基础,利用元胞自动机模型搭建空间环境,Agent技术构建人员行为模型,引进“视野”概念,通过环境指示、人员影响等改善视野受限状况的各类手段,力求视野最大化。实现微观层面的智能体自主疏散过程模拟。中观疏散行为模型在微观行为模型基础上引进Q学习算法,在多结构空间环境中根据外部惩罚、奖励干预信息,来选择最优动作。增加输入流模型,实现微观与中观模型间数据连接。(3)用风险图探讨城市疏散风险的表示方式并介绍城市疏散风险分布图的绘制方法,建立微观、中观层面下基于疏散速度的给定格点疏散时间分布图。直观反映场景潜在风险与危害程度,区域内疏散信息、特征,为城市疏散决策制定提供有利参考依据,实现城市应急风险管理水平的提高。利用自主设计搭建的分布式仿真平台进行调度运行,仿真模拟各种情况下的疏散过程,收集分析总结所必须的疏散数据资料。给出描述疏散过程中人群各种行为合理的参数设值;总结各指标改善人员“视野”,提高疏散效率的有效方式、相应风险图以及疏散曲线应用过程;提供住宅、景观两种模拟算例。对合理利用应急资源,制订应急疏散策略提供重要的理论依据。
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