相对速度影响下社会力模型的疏散模拟与分析

人是具有自主思维能力的行为个体，紧急情况下疏散过程中的行为表现是其内在心理的具体体现.文中引入相对速度对疏散人员社会心理作用力的影响，对社会力模型进行修正，通过模拟分析认为，修正模型增强了人员的主观能动性，解决了原模型中人与人或者人与物接触时速度的振荡问题，使修正后的疏散模型与实际情况更贴切.通过对典型场景下人员疏散时间的模拟计算，分析和讨论了两种人员体形特征情况下相对速度对疏散效率的影响.结果显示，相对速度影响系数对于人员疏散效率的影响具有双重性，虽能减少模型中人员的碰撞和振荡现象而有利疏散，但也加剧了疏散出口附近人员之间的拥挤程度.因此，当相对速度影响系数为特定临界值时，人员之间最和谐，所需要的疏散时间最少.     

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...     

基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题.建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真.     

建筑物火灾疏散中人行为失误的分析与预测研究

基于建筑物火灾疏散的特点,定义了建筑物火灾疏散中人行为失误的内涵,然后应用行为学的理论,结合火灾的发展过程,提出了火灾疏散中人行为失误分析与预测方法的模式及预测模型,在此模式中把人的失误分为火灾初期人的失误、火灾蔓延时期人的失误和灭火时期人的失误,并讨论了每一时期的失误与3种类型的失误模式之间的关系,最后应用该模型对哈尔滨天鹅饭店火灾进行了分析,结果表明:在火灾的不同时期,人的失误类型是不同的.图3,参10.     

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.     

人群疏散的社会力蚁群模型

密集人群的运动仿真研究是当下辅助实际应用的一种重要手段.针对现有疏散仿真存在的诸如模拟精确度较低、疏散模型不连续、人群行为过于单一等问题,本文提出一种新的人群疏散模型,该模型将社会力模型与蚁群算法相结合,用社会力作为蚁群算法中信息素更新策略的度量值.建立社会力蚁群模型,该模型充分考虑了人群疏散中个体间的作用力关系,解决了算法中易于出现的停滞和早熟现象.实验结果表明,该方法可以有效发挥蚁群算法在人群模拟中的优势,较传统算法具有更高的效率和运算速度,对大规模建筑内人群疏散有重要参考价值.     

离散时间疏散模型在建筑出口设计中的应用

针对单元疏散空间的疏散能力问题,提出了单元疏散空间(建筑物只有一个出口)的离散时间疏散模型.模型中考虑了人群密度对疏散能力的影响,改变以往把建筑出口疏散能力视为常数而带来的不能真实反应其疏散能力的状况.结果表明:初始疏散密度确定时,在不同的出口宽度下,C型疏散时间略小于L型疏散时间,这种时间差距随着出口宽度的减小而减小,计算结果与 Simulex 模拟得出的结果近似;建筑物的疏散能力与出口宽度之间呈非线性关系;根据滞留情况,可以确定建筑的最佳出口宽度.模型能够真实地反映出口疏散能力,研究结果可以用于建筑出口的性能化设计.     

采用演化博弈的地质灾害人员疏散仿真

利用动态博弈理论,研究灾害发生过程中的人员疏散的动态演化规则.以山体滑坡为例,提出当群体中有多种持有不同观点的人的类型时,利用博弈论研究逃生观点的演化过程,并分析不同类型人选择不同策略的演化过程.实验结果表明:不同策略的收益、具有信息优势者的比例等因素都会影响地质灾害过程中人员疏散的时间;具有信息优势者占人群的比例越大,疏散所需时间越少,选择策略的收益越大,达成策略一致的时间越短,疏散所需时间越少.     

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。     

基于PATHFINDER的公共场所人员疏散行为规律及仿真模拟

研究人员疏散问题对于有效减少踩踏事故发生有着重要意义。为了揭示大型公共场所人员密集区域人员疏散行为规律特征,降低聚集人群风险,文中首先研究了公共场所拥挤人群行为特点,包括行人运动特征、聚集人群心理特征;探讨了恐慌状态下人的行为表现,进而分析踩踏行为的影响因素;使用Pathfinder疏散软件模拟出A植物园某场馆高峰期、低峰期以及场馆内设置复杂环境情况下人员的疏散过程,结果证实人群有明显的从众行为,人数越多出口处堵塞越严重,建筑物内部结构越复杂,疏散效率越低,建筑物内墙体方向设置与疏散效率有关,设置安保人员亦能提高疏散效率。本研究可为大型公共场所人员密集区域人员疏散问题的优化及安全管理提供参考。     

基于烟气扩散特征的林区隧道火灾人群疏散模型

目的 为保障林区隧道运营安全,提高应急疏散效率,优化林区隧道的人群疏散策略和相关配套设施,提出一种基于烟气扩散特征的林区隧道人群疏散模型。方法 建立了以范围和频率为特征的烟气扩散模型,主要应用元胞自动机中的地板场模型为基本框架,引入消光系数来反映烟气扩散对距离感知的影响,使用烟气场强来描述人群的应急疏散行为。结果 相对于传统的疏散模型,改进的疏散模型适用于林区隧道的烟气环境仿真,引入消光系数后,行人的平均疏散步长增加了71 s,且消光系数值越大,疏散时间越长;当经过100 s的时间烟气扩散频率达到6元胞/s时,才能对疏散产生一定的影响。结论 所提出的疏散模型可应用于林区隧道内发光标志等安全设施的设置,对避免人员伤亡和保护林区及其相关附属设施具有重要意义。     

潜意识效应的人群应急疏散研究

从行为建模思想出发,在Tajima格子气模型基础上,考虑不同空间环境下行人的潜意识行为,建立了具有潜意识效应的人群应急疏散格子气模型,用以刻画行人疏散过程中的偏向选择及决策行为。数值模拟研究了大厅内人群疏散的动力学行为,并探讨了潜意识行为作用空间大小、潜意识行为偏向强度、出口宽度、系统大小及人员密度等因素对人群疏散效率的影响。结果表明:拓展的格子气模型能够真实地再现疏散过程中出现的"成拱"现象;潜意识行为能够有效地提高人群的疏散效率;饱和流量和疏散时间对出口宽度具有确定的标度关系。     

建筑物火灾时人员疏散群集流动规律

利用离散系统分析动力学的方法,首先对建筑物火灾时人员疏散群集流动中的疏散个体的动力学特征进行分析,建立群集流动的运动状态方程,研究不同空间特征的疏散通道上群集流动的规律·建立计算机仿真模型,预测应急疏散时群集流动的性状·模拟结果表明,无论待疏散微元的行为特点和心理状态如何随机的变化,群集流动性能主要取决于疏散出口的空间几何特征·它的研究成果,可以为建筑物性能化设计,建筑物空间人员应急疏散计划的制定,和建筑物安全疏散性能的评价提供科学的依据     

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.     

双出口教室的人群疏散建模和模拟

采用动态背景场元胞自动机模型研究了双出口教室的人群疏散.该模型将静态的障碍物分为不可穿越和可穿越两种,行人被当作移动的障碍物,因此背景场随人群的运动而变化.行人通过比较两个出口在其当前所在位置产生的背景场值来选择目标出口.通过数值模拟研究了不同出口宽度和桌椅排列下双出口教室的人群疏散过程,得到了不同位置处的疏散时间分布以及平均和最大疏散时间的变化曲线.模拟结果表明,距离因素是学生选择出口的主要因素.疏散开始时,学生倾向于进入就近的过道.疏散过程中,少数中间的学生会由于目标出口的拥堵而选择另一出口.当学生到达目标出口附近时,通常不会再选择其他出口.模拟结果与日常经验一致.该模型可以用于具有复杂内部结构、多出口房间的人群疏散模拟.     

双出口房间人群疏散的出口选择行为

采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散. 为了刻画行人的出口选择行为, 引入了衰减背景场, 其中考虑了出口处拥堵的影响. 出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变. 在疏散过程中, 行人根据变化的背景场来选择出口. 数值模拟结果显示, 在衰减背景场的作用下, 多数行人选择大出口, 少数行人选择小出口. 从两个出口离开的人群几乎同时完成疏散, 因此疏散时间明显缩短, 两个出口都得到了有效利用. 背景场衰减系数可以作为衡量行人对出口拥堵状况变化敏感程度的标志, 但衰减系数并非越大越好. 当衰减系数较大时, 会出现振荡流并导致疏散时间变长. 确定了临界衰减系数, 当衰减系数取临界值时, 疏散时间最短, 出口利用率最大. 模拟结果表明, 采用衰减背景场可以很好地描述多出口人群疏散的出口选择行为.     

人群疏散的动力学特征及疏散通道堵塞的恢复

对疏散过程中的人群密度与人流通过率之间的关系进行了研究,并在前人研究的基础上提出了新的模型.采用人群密度——人流通过率模型,把人流通过率作为变量,对疏散过程中的人群堵塞和恢复过程进行了分析,并与其他模型的分析结果进行了对比.结果表明,疏散人群的初始密度和堵塞持续时间对人流状态的恢复过程具有直接影响.当堵塞持续时间固定时,影响堵塞恢复过程的主要因素是初始人群密度.当初始密度低于3—4ps?m^-2时,这种影响较小;一旦初始密度达到3—4ps?m^-2以上,将严重影响通道疏散能力的恢复,因此在疏散过程中,除保证疏散通道畅通,避免出现通道堵塞现象外,还应控制初始人群密度,避免出现过度拥挤的状况.     

某大型商贸中心的人员疏散性能化分析

新型建筑不断涌现使得火灾安全性能化设计被广泛应用，人员疏散是其中的关键环节。结合某大型商贸中心的火灾安全性能化设计方案，利用CAFE模型分析了人员疏散性能。结果表明，由于该模型量化了人员疏散过程中人与人、人与环境之间的作用力，因此计算得到的人员疏散时间比同类软件更加保守，分析结果具有更高的可靠性。     

轨道交通隧道基底刚度对共建结构的振动影响分析

为了探明建筑物与轨道交通隧道共建时隧道基底刚度对系统振动的影响,建立列车-轨道-隧道-土层-建筑物系统耦合振动模型,列车-轨道动力学模型和隧道-土层-建筑物有限元模型通过扣件力进行参数传递,对隧道基底土层加固为不同刚度时隧道结构以及建筑物结构振动位移、速度、加速度响应进行了时程分析、频谱分析和振级分析等.结果表明:隧道基底刚度越大,其下沉位移越小,隧道结构振动速度突变越大且振动速度的周期性越不明显,但振动位移的振幅变化与隧道基底刚度没有严格的相关性;隧道基底刚度对隧道振动加速度影响的主要频率为1~5Hz的低频部分;隧道基底刚度对于建筑物结构振动有较大影响,主要集中于低频范围,影响幅度可达10dB.     

地震力作用下浅埋双侧偏压隧道松动的围岩压力

为了研究水平和竖向地震荷载同时作用时浅埋双侧偏压隧道松动围岩压力的分布,以拟静力法为基本研究方法,推导浅埋双侧偏压隧道围岩松动压力的解析解。根据推导的公式对在水平和竖向地震荷载同时作用时隧道两侧的破裂角的变化规律进行研究。研究研究表明:围岩级别越高,破裂角越小;地面坡度越大,破裂角越大;随着地震烈度增加,隧道两侧的破裂角的变化趋势完全相反,可根据水平地震力的方向或地震力偏角的方向进行判断;对于围岩较差的Ⅴ和Ⅵ级围岩隧道,给出抗震设防烈度分别为Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ和Ⅸ度时破裂角加固范围。