基于元胞自动机的行人流疏散模拟研究

根据二维元胞自动机的Moore邻居确定行人运动规则,建立基于元胞自动机的行人流疏散模型,对房间内人员疏散过程进行模拟研究,得到了疏散时间与房间出口宽度、人员密度之间的变化关系.该模拟结果对紧急情况下的人员疏散具有一定的指导意义.     

地下建筑人员疏散的扩展元胞自动机模拟

应用扩展元胞自动机(ECA)模型,研究灾害发生时地下建筑中人员动态疏散过程.利用Repast模拟工具,结合元配自动机理论,基于扩展的冯诺依曼邻域范围,引入异质行为与疏散过程中人群的不同状态,对地下建筑的人员疏散进行模拟.模拟结果表明:在扩展的摩尔邻域下,个体的活跃程度、信息的接受能力与传递能力对地质灾害发生时地下建筑人员的疏散效率有显著影响;当个体的活跃程度,信息接受能力与传递能力适中时,有最大疏散效率,所需的疏散时间最短.     

基于元胞自动机和SIS传染算法的恐慌状态下行人疏散模型

为了研究人群在恐慌状态下的疏散行为特征,基于元胞自动机和SIS传染算法提出了一种用于恐慌状态下的行人疏散模型.通过场域模型给出了行人的移动收益公式,并利用SIS传染算法来研究恐慌情绪在人群中的传播规律及对疏散行为造成的影响,同时,给出了恐慌情绪量化公式.然后,通过仿真实验对疏散时间、行人密度、恐慌情绪比值和平均速度等参数进行了分析和讨论.仿真实验结果表明:行人密度与恐慌人数之间为正相关,人群到出口的距离与恐慌人数比例、恐慌因子W_p之间为正相关;恐慌情绪比值与疏散时间、恐慌因子Wp之间为负相关,人群平均速度与行人密度之间为负相关.     

基于GIS的CA-PSO多出口场景疏散模型研究

参考当前所处位置的人员密度以及所选出口的密度大小,融合元胞自动机与粒子群优化算法,建立了一个新的CA-PSO人员疏散模型模拟教学楼中学生的疏散过程.通过对同一疏散环境中教室的学生进行模拟疏散实验对比,结果表明:在元胞自动机模型基础上结合粒子群优化算法,模拟疏散过程的结果更加符合实际,疏散效率高.将其结合地理信息系统,模拟教学楼某楼层学生疏散行为,具有较好的实用性和通用性.     

基于元胞自动机的人员疏散行为模拟研究

公共场所人员疏散已经成为公共安全研究的重要问题,元胞自动机可以对复杂现象进行仿真。采用元胞自动机建模,确定了元胞空间和元胞状态,对疏散过程中疏散人员建立了疏散行为规则,着重探讨了从众行为和小团体行为对疏散结果的影响,并对人员疏散过程进行仿真,对元胞自动机模拟人员疏散行为进行了分析研究。     

基于人工势场和元胞自动机的人员疏散系统仿真

基于元胞自动机模型对公众场合火灾中人员疏散进行研究,通过对火灾中疏散个体微观建模,结合人工势场将影响人行为的火、门和障碍物等各种因素量化,构建出元胞的移动规则,从而确定元胞下一时间步长的移动路径.仿真结果显示,该系统能够较真实地模拟人员疏散过程.     

六方格子行人疏散元胞自动机模拟研究

在正六边形网格上建立六方格子行人疏散元胞自动机模型,模拟研究房间内的行人疏散过程,并在3种人员密度（O．1,0．3,0．5）下,比较分析六方子格模型与四方格子模型在房间出口宽度,行人平均速度和平均流量与疏散时间等参数下的差异。结果表明,在同样人员密度下,六方格子模型比四方格子模型平均疏散时间更短,行人疏散得更快,四方格子模型系统平均速度与平均流量比六方格子更大。行人在疏散过程中为了更快地逃离房间可以考虑往多个的方向运动,但是要最大限度地避免出现阻塞,并尽快减少出现阻塞的区域,这样才更有利于疏散。     

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

地铁车站火灾疏散仿真分析

为了研究地铁车站的火灾疏散情况,首先探讨了影响人群疏散的一些因素,包括温度、毒害气体和能见度;并通过安全疏散演练实验,得到了人群在紧急状况下撤离火灾车厢的时间及B型地铁列车的车门通过能力,针对安全疏散时间进行了探讨。接着利用元胞自动机理论创建了地铁车站火灾疏散仿真模型;并分析了疏散人数、出口数量、出口宽度对疏散时间的影响,得出了出口数量的增加与出口宽度的加大有助于缩短疏散时间、在起火列车进站前应先疏散站台乘客等结论。     

教室内桌椅结构对疏散效率的影响研究

利用我们已建立的元胞自动机疏散模型,研究了双出口教室内桌椅结构对疏散效率的影响,并分析了疏散效率的差异问题。研究结果表明,带有写字板的培训椅增加了一些学生到达出口的疏散距离,导致疏散效率降低,并且所有学生同时进行疏散的疏散时间可能不会是最短。该研究有助于教室和类似场景内桌椅的结构设计。     

基于元胞自动机的火灾场景行人流疏散仿真研究

基于元胞自动机的场强模型在二维平面行人流疏散问题的研究中已得到了广泛应用.已有模型主要描述行人基于出口位置并跟随其余行人进行疏散的行为特征,未充分考虑火灾蔓延和局部拥堵对行为选择的影响,难以准确模拟这些情景下的疏散过程.实际情况下,火灾环境将显著影响行人的移动方向,周边行人流的拥堵程度则影响行人的移动需求.提出基于火灾场景的移动方向,考虑火灾导致的恐慌对移动方向的影响;基于行人流场景的期望速度,考虑行人流中局部拥堵对移动需求的影响,对已有场强模型进行修正.参数分析表明:考虑基于场景的移动方向和期望速度规则后,疏散时间和平均死亡人数均呈现变化;不考虑移动方向和期望速度的行为特征将低估疏散总时间,并高估火灾导致的平均死亡人数.     

火灾中基于个体行为的人群疏散仿真

为了指导火灾中的人群疏散,研究了一种新的人群疏散模型用于提高人群疏散仿真的真实性.通过分析个体对火灾警报的不同响应时间,个体在疏散过程中采取的不同运动速度,个体间的组运动方式,个体的出口选择等因素对人群疏散的影响,建立了个体行为特征与元胞自动机相结合的人群疏散模型.该模型包括个体对火灾警报响应模型、个体逃生速度模型、组...     

突发事件下羊群行为对疏散效率的影响研究

事故发生后的人员紧急疏散情境下,羊群行为会造成疏散过程的人员拥堵,进而延长疏散时间,影响疏散效率。为探究突发事件下羊群行为对疏散效率的影响,文中以某办公楼作为疏散场景,基于Pathfinder软件构建仿真模型,通过模拟不同程度的羊群行为,探究疏散时间的变化规律。仿真结果表明,少量羊群行为平衡了疏散通道的人员流量,部分通道的利用率显著提高,人员疏散时间减少,疏散效率提高,对人员疏散具有促进作用;当羊群行为的比例提高至40%时,疏散时间有所增加,疏散效率下降;当羊群行为的比例提高至60%时,疏散时间大幅提高,阻碍人员疏散的作用十分显著。研究发现,疏散过程中的羊群行为带来的负面影响远高于其带来的正面促进作用。为缓解人员拥堵问题,可通过设置适当的障碍物提高疏散效率,为突发事件下的应急疏散研究作为参考。     

教室内布局对人员疏散影响的研究

考虑教室内桌椅对人员运动速度的影响,建立了存在座位区域和过道区域的人员疏散元胞自动机模型,并分析人员密度、出口位置及课桌布局对人员疏散时间的影响.数值模拟结果表明,当出口设在侧面时,出口不应正对课桌和座位,紧靠出口墙壁侧留有纵向过道对疏散有利;纵向过道的数目和宽度对疏散都有影响,设计布局时,应使人员能较快离开座位区域,...     

教室内行人疏散的元胞自动机模拟研究

针对具有两个出口并由桌椅构成多条通道的教室建立了行人疏散的元胞自动机模型,进行计算机模拟的结果表明：行人根据到出口的距离和行人拥挤程度两个因素来选择出口和目标网格能缩短疏散时间;出口的宽度对疏散过程有一定的影响,但随着出口宽度的增大,对疏散的影响越来越小。     

基于元胞自动机研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响

为了研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响,建立基于元胞自动机的信号交叉口交通流模型,研究驾驶员行为特性对信号交叉口平均车速和车辆延误等的影响。研究表明,不同绿信比情况下,驾驶员特性均对信号交叉口交通流产生较大的影响;冲动型驾驶员比例增加会加快绿灯放行时交通密度的疏散,稳重型驾驶员比例增加可减少绿灯交通流稳定时车辆通行的延误,胆小型驾驶员比例增加可提高黄灯时间内的通行效率以及减少红灯时间内的排队延误。研究还表明,当绿信比超过0.7时,它的变化对信号交叉口交通流影响不显著。     

高速公路意外事件所致堵塞的消散策略研究

通过建立交通意外事件影响下的交通流仿真模型,对拥堵传播及有效的干涉控制措施进行仿真.分析了非稳态交通条件下的车辆行为特性;并对现有主流元胞自动机模型规则进行改进,建立起一种新的元胞自动机交通流模型.该模型能够较好地仿真拥堵传播与消散过程,有效地探索拥堵的消散规律;利用该模型对各种控制措施的堵塞消散效率的研究结果表明,限流限速组合控制策略具有较优的堵塞消散效果.     

城市混合流疏散中不同交通方式配比对疏散时间的影响

针对突发公共事件下城市区域范围的人员疏散会选择不同交通方式的实际情况,构建了包括路网、离散动态分析、混合流模拟3个模块的城市混合疏散模型的基本框架。其中,混合流模拟模块针对疏散状况下避难者"见空就钻"的心理特点,构建了基于统一元胞空间的混合流元胞自动机模型。同时,利用该模型研究了人、自行车和机动车不同配比疏散时的疏散时间。研究结果发现,多种疏散方式的混合疏散可以提高疏散效率,但当机动车较多的情况下,自行车的混入将降低疏散时间。     

城市混合流疏散中不同交通方式配比对疏散时间的影响

针对突发公共事件下城市区域范围的人员疏散会选择不同交通方式的实际情况,构建了包括路网、离散动态分析、混合流模拟3个模块的城市混合疏散模型的基本框架。其中,混合流模拟模块针对疏散状况下避难者"见空就钻"的心理特点,构建了基于统一元胞空间的混合流元胞自动机模型。同时,利用该模型研究了人、自行车和机动车不同配比疏散时的疏散时间。研究结果发现,多种疏散方式的混合疏散可以提高疏散效率,但当机动车较多的情况下,自行车的混入将降低疏散时间。     

驾驶人注意分散的认知模拟与交通流特性

为研究执行车内次任务条件下驾驶人状态变化及其对交通运行造成的影响,首先基于理性思维的自适应控制系统(ACT-R)认知结构与Distract-R软件平台建立了4类次任务情况,分别对各类驾驶人注意分散状态及无次任务影响状态进行认知模拟;获得执行4类不同次任务时的驾驶人操作时间消耗与注意分散时间比数据。并以该数据构建驾驶人注意分散状态库,作为次任务条件下交通流仿真的基础数据。接着,在元胞自动机交通流模型(STCA)的基础上,修正减速规则并建立了考虑车内次任务影响的交通流模型;通过模型数据交换实现了基于元胞自动机模型与认知模型的联合仿真。最后,利用元胞自动机仿真0、10%、20%的驾驶人在行驶中执行车内次任务时的交通流状况,次任务类型在4类次任务中随机抽取。试验结果表明:元胞自动机与认知模型联合仿真能够体现驾驶人心理差异及交通流变化特性;该模型修正了原有的元胞自动机减速规则,且能通过调用驾驶人注意分散状态库获取驾驶人状态参数;车内次任务会对交通流造成明显影响,使道路最大交通流量降低,当10%、20%的驾驶人执行次任务时,最大交通流量分别降低了23.5%、40.7%,还造成了拥堵区域增多、排队加剧等现象;执行车内次任务不仅对驾驶安全产生影响,而且当一定比例驾驶人处于注意分散状态时,交通流整体状态也会受到显著影响。