紧急状态下人群疏散建模和仿真研究.pdf

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日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学博士学位论文
摘要
人群在疏散过程中存在着巨大的安全隐患,疏散中的人群一旦发生拥挤踩塌事
故其结果十分惨重。因此了解人群运动的规律和动态,对于优化建筑物场馆等人群
聚集场所的性能结构,制定有效的应急管理措施,预防和减少人员在疏散过程中产
生的伤亡具有十分重要意义。通过以计算机建模与仿真技术为手段建立人员疏散模
型,是研究人群疏散动态过程,了解人群运动规律的重要途径。而基于多Agent的建
模仿真理论、方法的逐步发展和成熟,为此类研究提供了一种全新的手段和方式。
围绕这一目标,本论文开展了以下研究工作:
(1)在对多Agent系统(Multi-agent System)进行深入、系统的探讨基础上,
结合人群疏散行为特征,提出了基于多Agent系统的人群疏散模型框架,采用微粒群
算法,构造了用于模拟紧急情况下人群疏散过程的动态演化模型。该模型可以对疏
散空间内人群流动这一复杂过程进行动态模拟,在深层次上揭示人群疏散复杂过程
的特征和规律。为此类复杂系统的动态模拟研究提供了一个初步的方案。在该模型
框架下,构造了用于模拟人群流动动态变化的演化模型。
(2)在空间数据库的支持下,针对基于多Agent的人群疏散动态模拟模型的计
算机实现和可视化的关键技术进行研究, 解决在地理信息系统( Geographic
Information System)中以空间数据为基础的模型实现与系统集成。
(3)基于多Agent的人群疏散动态模拟模型为核心,采用面相对象的程序设计
和多线程技术,开发了紧急情况下人群疏散过程的动态仿真系统平台,实现了基于
空间数据支持的人群疏散过程动态仿真与可视化。
(4)该在仿真系统平台的支持下,对人群疏散行为变化规律和特征,疏散空间
的出口结构对疏散过程的影响等方面进行了深入研究。将人群疏散仿真结果与现实
情况、建筑物设计规范和文献资料进行比较,检验模型的正确性和有效性。
(5)对具有代表性的室内娱乐场所和具有开放性的公共广场内的人群疏散过程
进行了动态模拟,取得了较为满意的结果。
I
华中科技大学博士学位论文

关键词:人群疏散行为疏散仿真微粒群算法多 Agent 系统
地理信息系统
II
华中科技大学博士学位论文
Abstract
During emergency evacuation,there will be enormous security problem. It is an
important field to lucubrate the crowd dynamic,how and where crowds form and move
above the critical density,its rules and development. This will help to optimize building
structure,produce effective management procedures for emergency egress,prevent and
reduce human loss in emergency evacuation. The research of evacuation modeling and
simulation is widely developed with the development puter simulation. The theory
and method of Multi-agent System provide a new