針對(duì)應(yīng)急疏散行為受社會(huì)化屬性驅(qū)動(dòng)而表現(xiàn)出不確定性、互動(dòng)關(guān)系復(fù)雜等特征,基于Cell-DEVS語言構(gòu)建人員疏散系統(tǒng)仿真模型,模型在強(qiáng)化描述行人運(yùn)動(dòng)能力的基礎(chǔ)上,引入環(huán)境熟悉程度、個(gè)體視野、溝通與引導(dǎo)及速率區(qū)塊等社會(huì)化互動(dòng)因素,旨在優(yōu)化模型算法,完善個(gè)體與環(huán)境,個(gè)體之間互動(dòng)關(guān)系的描述。RESTful web service遠(yuǎn)程仿真結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了社會(huì)化互動(dòng)的存在,提升了模型對(duì)疏散系統(tǒng)的描述能力,仿真結(jié)果更為可信。進(jìn)一步顯示了模型驅(qū)動(dòng)理論與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、應(yīng)急方案制定、公共安全與危機(jī)管理等領(lǐng)域的先進(jìn)性與可行性。 

【文章來源】：系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2018,30(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

Cell-DEVS建模與仿真過程Fig.1Cell-DEVSmodelingandsimulationprocesshttp:∥www.china-simulation.com

m29323.1數(shù)據(jù)收集借助CD++仿真工具建模，需要獲取相關(guān)變量的原始值數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于*.stvalues文件中。該類數(shù)據(jù)包括：(1)建筑布局要素信息，比如墻壁、家具、景觀植物等障礙物，出口、樓梯間、電梯間等撤離目標(biāo)，走廊、過道、座位等可移動(dòng)區(qū)域的坐標(biāo)。本文選用同濟(jì)大學(xué)圖書館第9層作為仿真實(shí)驗(yàn)的背景，單層建筑面積約2308m2，長寬分別為48m，包括1個(gè)主樓梯間、3個(gè)應(yīng)急樓梯間，其座位可容納約360人。該平面被劃分為53×53的元胞空間，單個(gè)元胞面積為0.9×0.9m2如圖2所示。(2)建筑內(nèi)任意位置到最近出口的最短路徑。模型通過在元胞空間繪制泰森多邊形(Voronoidiagram)來計(jì)算每個(gè)元胞最高效率撤離方向見圖3(a)。(3)速率區(qū)塊。與突發(fā)事件發(fā)生點(diǎn)的距離可能導(dǎo)致撤離前準(zhǔn)備時(shí)間與啟動(dòng)撤離行動(dòng)的速率差異，以事件源為中心，依不同半徑劃分區(qū)塊見圖3(b)。上述初始值數(shù)據(jù)在*.stvalues文件以(x,y)=(m,n,k)的形式儲(chǔ)存，m,n,k分別表示layout，velocity和pathway取值。例如，(9,30)=(2,0,0)表示在建筑內(nèi)(9,30)坐標(biāo)位置的布局要素為墻壁、書柜或桌子等疏散人員無法進(jìn)入的障礙區(qū)域，因此，layout=2，同時(shí)velocity=0，pathway=0。再如，(21,50)=(1,2,8)表示該坐標(biāo)位置是可供疏散人員占據(jù)并移動(dòng)的座位，同時(shí)在此坐標(biāo)位置所在的區(qū)塊內(nèi)移動(dòng)的速率適中，并且如想通過最短路徑達(dá)至出口，下一步的移動(dòng)方向?yàn)椤绫?所示。此外，如果有宏變量(#Macro)則需儲(chǔ)存在*.inc文件中。圖2仿真實(shí)驗(yàn)建筑布局平面圖Fig.2Architecturelayoutformodelingandsimulation

第30卷第8期Vol.30No.82018年8月王巖紅,等:改進(jìn)社會(huì)化互動(dòng)的疏散系統(tǒng)Cell-DEVS建模與仿真Aug.,2018http:∥www.china-simulation.com2935(a)familiarity=2(b)familiarity=3圖5隨機(jī)決策規(guī)則與跟隨決策規(guī)則Fig.5Routeselectingbyrandom&following(7)“follow-me/follow-direction”：個(gè)體不熟悉環(huán)境且在視野內(nèi)有較高級(jí)熟悉度的鄰居存在，則接收該鄰居的建筑信息傳遞并跟隨行動(dòng)，距離越近的個(gè)體間具有更強(qiáng)的信息溝通能力，具體跟隨規(guī)則見圖5(b)。(8)孤立決策(isolateddecisionmaking)：個(gè)體不熟悉環(huán)境且在視野內(nèi)沒有更高級(jí)熟悉度的鄰居存在，可在8個(gè)方向依概率隨機(jī)選擇移動(dòng)，但耗時(shí)較多且直至出口附近才可順利撤離。(9)避障規(guī)則(obstacleavoidance)：當(dāng)個(gè)體向障礙所在元胞發(fā)出移動(dòng)請求時(shí)即遭拒絕，個(gè)體需重新選擇目標(biāo)并發(fā)出請求。(10)出口規(guī)則：首先，當(dāng)個(gè)體移動(dòng)至出口元胞，立即清空該元胞，個(gè)體消失于仿真環(huán)境；其次，主出口較應(yīng)急出口覆蓋范圍大，即更多的疏散人員優(yōu)先選擇主出口作為撤離目標(biāo)；第三，無論何種熟悉程度，在可見出口位置只能向出口(/樓梯間)元胞方向請求移動(dòng)。圖6是元胞的狀態(tài)轉(zhuǎn)移S→S舉例，其中S=(layout,velocity,pathway,phase,familiarity,movement)。該圖描述了一個(gè)元胞清空當(dāng)前個(gè)體(01235SSSSS)到接納另一個(gè)體(560SSS)，或者維持當(dāng)前個(gè)體不變(01240SSSSS)等過程。元胞被一個(gè)不熟悉建筑環(huán)境(familiarity=3)的個(gè)體占據(jù)，該元胞屬于高速率區(qū)塊(velocity=0)且指向出口的最短路徑方向?yàn)椤?即pathway=5)，端口familiarity可以輸入視野中較高熟?


本文編號(hào)：3074307