基于智能體模型的高密度人員疏散仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05 18:52
在人員密集的公共場(chǎng)所,由于人員過度擁擠而引發(fā)踩踏等事故是當(dāng)今社會(huì)的一個(gè)很典型的公共安全問題。開展疏散實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)所花費(fèi)的時(shí)間和資源相對(duì)較大,提取相關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)困難,在重復(fù)性和可操作性上有一定的局限性。所以研究高密度人群的疏散規(guī)律,建立合理有效的高密度人群疏散模型并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬是一種切實(shí)有效的方法。本文總結(jié)了高密度人員在疏散過程中成員個(gè)體的心理特征,以及群體的典型疏散特點(diǎn),實(shí)際觀測(cè)并錄像分析某高密度人群疏散場(chǎng)所,開展不同條件下的人員行走速率研究實(shí)驗(yàn),獲取到了相關(guān)的疏散數(shù)據(jù)。根據(jù)智能體的理論以及人員疏散動(dòng)力學(xué)理論提出了更加符合人體外觀尺寸的高密度下智能體疏散模型,以兩個(gè)直徑為人員肩寬一半的相接小圓來(lái)代替單個(gè)原先的圓形疏散智能體。相比以往單個(gè)圓形智能體,該高密度下智能體模型在疏散環(huán)境中單位面積內(nèi)的人員密度值最大可達(dá)到8人/m2,能夠做出側(cè)身、斜身通過狹窄通道等行為決策。在智能體的探測(cè)模型中,改進(jìn)了智能體探測(cè)范圍確定及探測(cè)物處理方法;在智能體的動(dòng)力學(xué)模型中,引入了接觸排斥力及心理排斥力。最后,在Visual Studio 2010編譯環(huán)境下,利用C++語(yǔ)言開發(fā)相關(guān)疏散軟...
【文章來(lái)源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
密集公共場(chǎng)所實(shí)拍圖
工程碩士學(xué)位論文4圖1-2疏散模型的分類標(biāo)準(zhǔn)、含義與代表Figure1-2Classificationstandard,meaningandrepresentativesofevacuationmodels盡管模型種類眾多,但是都可以按照疏散運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、空間以及運(yùn)動(dòng)的特征進(jìn)行分類,經(jīng)常被分為連續(xù)性模型和離散型模型。此外,基于自主體的人工智能模型也在近年出現(xiàn)。一)連續(xù)型模型基于函數(shù)或微分方程來(lái)描述人員疏散過程的模型是連續(xù)性模型,Henderson[37]和Hughes[38]等人的流體力學(xué)模型、Okazaki等[39]的磁場(chǎng)力模型、Helbing等[40]的社會(huì)力模型等。1)流體力學(xué)模型在比較行人流量的測(cè)量與Navier-Stokes方程方面,Henderson獲得了成功;后來(lái)在Helbing提出的行人特定氣體動(dòng)力學(xué)(Boltzmann-like)模型的基礎(chǔ)上改進(jìn)
1緒論7糙,不夠精確;優(yōu)點(diǎn)是考慮疏散人員之間的相互作用。圖1-3下一步的位置Figure1-3nextstep圖1-4格子氣模型示意圖Figure1-4Schematicdiagramoflatticegasmodel元胞自動(dòng)機(jī)模型(CA模型):VonNeumann[53]最早提出了元胞自動(dòng)機(jī)模型,該模型把時(shí)間、空間和狀態(tài)離散化。元胞自動(dòng)機(jī)模型經(jīng)常采用二維模型,把時(shí)間、空間和狀態(tài)離散化,應(yīng)用在疏散動(dòng)力學(xué)中。疏散動(dòng)力學(xué)中的元胞自動(dòng)機(jī)通;谝欢ǖ母乱(guī)則網(wǎng)格劃分建筑結(jié)構(gòu),采用二維模型,將空間、時(shí)間、狀態(tài)離散化,實(shí)現(xiàn)人員在疏散過程中的動(dòng)力學(xué)特性。其中,宋衛(wèi)國(guó)[56]等人將社會(huì)力的概念引入到元胞自動(dòng)機(jī)模型中;劉少博[54]對(duì)元胞擴(kuò)展和改進(jìn)了自動(dòng)機(jī)的基本模型;楊立中等人[33]在“地潮方法的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的創(chuàng)新,引入了新的概念“位置危險(xiǎn)度”來(lái)確定行人的運(yùn)動(dòng)規(guī)則。Isobe[55]實(shí)驗(yàn)并模擬驗(yàn)證了人員在視野受限情況下的單房間內(nèi)疏散行為。元胞自動(dòng)機(jī)是由元胞、元胞空間、鄰居和規(guī)則四個(gè)基本單位組成的[57]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)城市收縮的數(shù)量、速度和軌跡[J]. 孫青,張曉青,路廣. 城市問題. 2019(08)
[2]基于Agent技術(shù)的人員疏散微觀仿真模型研究[J]. 黃希發(fā),王科俊,郭蓮英,邵清. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2009(15)
[3]基于智能體的大型公共建筑人員火災(zāi)疏散模型研究[J]. 史健勇,任愛珠. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(20)
[4]擁擠人群中的擠壓分析[J]. 盧春霞. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2007(02)
[5]人群流動(dòng)的波動(dòng)性分析[J]. 盧春霞. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2006(02)
[6]一種考慮摩擦與排斥的人員疏散元胞自動(dòng)機(jī)模型[J]. 宋衛(wèi)國(guó),于彥飛,范維澄,張和平. 中國(guó)科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(07)
[7]Cellular automata pedestrian movement model considering human behavior[J]. YANG Lizhong, FANG Weifeng, LI Jian, HUANG Rui & FAN Weicheng State Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Tech-nology of China, Hefei 230026, China Correspondence should be addressed to Yang Lizhong (e-mail:zxd@ustc. edu.cn). Chinese Science Bulletin. 2003(16)
[8]建筑物火災(zāi)疏散中人的行為研究的回顧與發(fā)展[J]. 肖國(guó)清,溫麗敏,陳寶智. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
博士論文
[1]人員疏散的多作用力元胞自動(dòng)機(jī)模型研究[D]. 于彥飛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于多智能體的地鐵站臺(tái)乘客緊急疏散模型[D]. 李芳.北京交通大學(xué) 2015
[2]我國(guó)公共安全管理存在的問題及改進(jìn)策略[D]. 張泱.上海交通大學(xué) 2013
[3]基于Agent的艦船人員疏散模型研究[D]. 于洋.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]基于多Agent的大型公共建筑人員應(yīng)急疏散微觀特征分析與仿真研究[D]. 孟圓.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[5]面向艦船的人員疏散微觀模型研究[D]. 謝謀標(biāo).哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]地鐵車站人群疏散行為仿真研究[D]. 王理達(dá).北京交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3065689
【文章來(lái)源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
密集公共場(chǎng)所實(shí)拍圖
工程碩士學(xué)位論文4圖1-2疏散模型的分類標(biāo)準(zhǔn)、含義與代表Figure1-2Classificationstandard,meaningandrepresentativesofevacuationmodels盡管模型種類眾多,但是都可以按照疏散運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、空間以及運(yùn)動(dòng)的特征進(jìn)行分類,經(jīng)常被分為連續(xù)性模型和離散型模型。此外,基于自主體的人工智能模型也在近年出現(xiàn)。一)連續(xù)型模型基于函數(shù)或微分方程來(lái)描述人員疏散過程的模型是連續(xù)性模型,Henderson[37]和Hughes[38]等人的流體力學(xué)模型、Okazaki等[39]的磁場(chǎng)力模型、Helbing等[40]的社會(huì)力模型等。1)流體力學(xué)模型在比較行人流量的測(cè)量與Navier-Stokes方程方面,Henderson獲得了成功;后來(lái)在Helbing提出的行人特定氣體動(dòng)力學(xué)(Boltzmann-like)模型的基礎(chǔ)上改進(jìn)
1緒論7糙,不夠精確;優(yōu)點(diǎn)是考慮疏散人員之間的相互作用。圖1-3下一步的位置Figure1-3nextstep圖1-4格子氣模型示意圖Figure1-4Schematicdiagramoflatticegasmodel元胞自動(dòng)機(jī)模型(CA模型):VonNeumann[53]最早提出了元胞自動(dòng)機(jī)模型,該模型把時(shí)間、空間和狀態(tài)離散化。元胞自動(dòng)機(jī)模型經(jīng)常采用二維模型,把時(shí)間、空間和狀態(tài)離散化,應(yīng)用在疏散動(dòng)力學(xué)中。疏散動(dòng)力學(xué)中的元胞自動(dòng)機(jī)通;谝欢ǖ母乱(guī)則網(wǎng)格劃分建筑結(jié)構(gòu),采用二維模型,將空間、時(shí)間、狀態(tài)離散化,實(shí)現(xiàn)人員在疏散過程中的動(dòng)力學(xué)特性。其中,宋衛(wèi)國(guó)[56]等人將社會(huì)力的概念引入到元胞自動(dòng)機(jī)模型中;劉少博[54]對(duì)元胞擴(kuò)展和改進(jìn)了自動(dòng)機(jī)的基本模型;楊立中等人[33]在“地潮方法的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的創(chuàng)新,引入了新的概念“位置危險(xiǎn)度”來(lái)確定行人的運(yùn)動(dòng)規(guī)則。Isobe[55]實(shí)驗(yàn)并模擬驗(yàn)證了人員在視野受限情況下的單房間內(nèi)疏散行為。元胞自動(dòng)機(jī)是由元胞、元胞空間、鄰居和規(guī)則四個(gè)基本單位組成的[57]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)城市收縮的數(shù)量、速度和軌跡[J]. 孫青,張曉青,路廣. 城市問題. 2019(08)
[2]基于Agent技術(shù)的人員疏散微觀仿真模型研究[J]. 黃希發(fā),王科俊,郭蓮英,邵清. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2009(15)
[3]基于智能體的大型公共建筑人員火災(zāi)疏散模型研究[J]. 史健勇,任愛珠. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(20)
[4]擁擠人群中的擠壓分析[J]. 盧春霞. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2007(02)
[5]人群流動(dòng)的波動(dòng)性分析[J]. 盧春霞. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2006(02)
[6]一種考慮摩擦與排斥的人員疏散元胞自動(dòng)機(jī)模型[J]. 宋衛(wèi)國(guó),于彥飛,范維澄,張和平. 中國(guó)科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(07)
[7]Cellular automata pedestrian movement model considering human behavior[J]. YANG Lizhong, FANG Weifeng, LI Jian, HUANG Rui & FAN Weicheng State Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Tech-nology of China, Hefei 230026, China Correspondence should be addressed to Yang Lizhong (e-mail:zxd@ustc. edu.cn). Chinese Science Bulletin. 2003(16)
[8]建筑物火災(zāi)疏散中人的行為研究的回顧與發(fā)展[J]. 肖國(guó)清,溫麗敏,陳寶智. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
博士論文
[1]人員疏散的多作用力元胞自動(dòng)機(jī)模型研究[D]. 于彥飛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于多智能體的地鐵站臺(tái)乘客緊急疏散模型[D]. 李芳.北京交通大學(xué) 2015
[2]我國(guó)公共安全管理存在的問題及改進(jìn)策略[D]. 張泱.上海交通大學(xué) 2013
[3]基于Agent的艦船人員疏散模型研究[D]. 于洋.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]基于多Agent的大型公共建筑人員應(yīng)急疏散微觀特征分析與仿真研究[D]. 孟圓.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[5]面向艦船的人員疏散微觀模型研究[D]. 謝謀標(biāo).哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]地鐵車站人群疏散行為仿真研究[D]. 王理達(dá).北京交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3065689
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