【摘要】：隨著我國城市化進(jìn)程的加快,人們物質(zhì)文化的需求不斷提高,廣場、影劇院、大型商場等公共場所已成為廣大人民群眾日常生活中不可或缺的組成部分。這些大型公共場所具有人群高度密集、流動(dòng)性大等特點(diǎn),一旦發(fā)生突發(fā)公共安全事件(如火災(zāi)、踩踏等),極易因疏散行為或應(yīng)急策略不當(dāng)造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,災(zāi)害發(fā)生時(shí)確保大量聚集人群快速、有序、安全地疏散是突發(fā)事件應(yīng)急處置中一個(gè)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),也是亟需研究解決的重大問題。而在緊急情況下開展信息誘導(dǎo)、行人博弈心理及行為規(guī)律的研究,對(duì)于科學(xué)地指導(dǎo)和解決此類問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在格子氣模型和元胞自動(dòng)機(jī)模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)信息誘導(dǎo)、行人博弈心理特點(diǎn)及煙霧情況下考慮引導(dǎo)者引導(dǎo),建立相應(yīng)的行人疏散模型,并進(jìn)行數(shù)值模擬與分析,探討了行人疏散動(dòng)力學(xué)機(jī)制。此外,還為行人安全疏散及建筑物的合理設(shè)計(jì)提供相關(guān)依據(jù)。全文的主要工作如下：一、耦合元胞自動(dòng)機(jī)中的“靜態(tài)場”,將Tajima格子氣模型進(jìn)行拓展,考慮信息誘導(dǎo)對(duì)人群疏散的影響,提出一個(gè)描述信息誘導(dǎo)的人群應(yīng)急疏散格子氣模型,研究信息源的數(shù)量、位置分布、強(qiáng)弱等因素對(duì)行人疏散效率的影響,并探討了信息誘導(dǎo)所誘發(fā)的行人流宏觀現(xiàn)象的生成機(jī)理。在Tajima格子氣模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合元胞自動(dòng)機(jī)中“靜態(tài)場”的概念,引入認(rèn)知度來反映行人在獲知誘導(dǎo)信息后的決策行為,建立一個(gè)描述信息誘導(dǎo)的行人疏散格子氣模型。數(shù)值模擬研究了信息源的數(shù)量、位置分布、強(qiáng)弱等因素對(duì)大廳內(nèi)行人疏散過程的影響,并對(duì)行人疏散過程中的時(shí)空動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了討論。結(jié)果表明：有信息源誘導(dǎo)比無信息源(即Tajima模型)誘導(dǎo)更能大幅度地提高疏散效率：出口位置處的信息源對(duì)疏散效率起主導(dǎo)作用；在緊急疏散過程中,如果行人能夠嚴(yán)格地按照正確的疏散誘導(dǎo)信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng),會(huì)大幅度地減少行人總體疏散時(shí)間,提高整體疏散性能。二、考慮行人的博弈行為,提出行為策略動(dòng)態(tài)變化的行人疏散格子氣模型,研究初始合作者所占比例、博弈收益矩陣中的參數(shù)及偏向強(qiáng)度等因素對(duì)人群疏散動(dòng)力學(xué)的影響,并探討疏散過程中學(xué)習(xí)策略變化對(duì)行人運(yùn)動(dòng)的演化規(guī)律和時(shí)空斑圖形成的微觀機(jī)理。基于Tajima的格子氣模型,考慮行人的博弈行為,運(yùn)用博弈理論來解決行人位置沖突問題,建立了描述行為策略動(dòng)態(tài)變化的行人疏散格子氣模型,數(shù)值模擬研究了初始合作者所占比例、博弈收益矩陣中的參數(shù)及偏向強(qiáng)度等因素對(duì)行人疏散動(dòng)力學(xué)的影響。研究表明：考慮行人的博弈行為不但沒有提高疏散效率,反而會(huì)導(dǎo)致疏散過程變得緩慢,疏散時(shí)間增長；當(dāng)系統(tǒng)中不存在背叛者時(shí),疏散效率最高；偏向強(qiáng)度越大,疏散效率越高；此外,在疏散過程中,當(dāng)發(fā)生位置沖突并產(chǎn)生博弈時(shí),二人博弈將占主導(dǎo)地位,其博弈收益矩陣中的參數(shù)p越大疏散效率越高,而q對(duì)疏散效率幾乎無影響。三、針對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙霧彌漫,行人視野和信息獲取受限制的情況下,考慮“引導(dǎo)者”的引導(dǎo),建立引導(dǎo)者效應(yīng)的行人疏散格子氣模型,研究有、無引導(dǎo)者引導(dǎo)對(duì)疏散效率的影響,并對(duì)引導(dǎo)者的理性和非理性行為所誘發(fā)的人群宏觀現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制及時(shí)空動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了探討。針對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙霧彌漫,行人視野和信息獲取受限制的情況下,考慮“引導(dǎo)者”的引導(dǎo),建立引導(dǎo)者效應(yīng)的行人疏散Moore鄰域的格子氣模型。通過數(shù)值模擬研究了有、無引導(dǎo)者引導(dǎo)對(duì)人群疏散效率的影響,同時(shí)研究了引導(dǎo)者的影響區(qū)域范圍大小、強(qiáng)弱及引導(dǎo)者的理性和非理性行為對(duì)大廳內(nèi)行人疏散過程的影響。結(jié)果表明,理性引導(dǎo)者通過分析,并采取正確的疏散方式能夠大幅度地提高疏散效率；引導(dǎo)者影響的區(qū)域范圍越大,疏散效率越高；此外,在有煙霧情況下,若在引導(dǎo)者影響范圍內(nèi),越多的行人聽從引導(dǎo)者的指揮,會(huì)促使行人運(yùn)動(dòng)效率提高,疏散時(shí)間減少。最后,對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)及展望,并指出今后需要進(jìn)一步研究的問題。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：D63

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本文編號(hào)：2384157