基于实时数据的应急交通疏散仿真方法研究

突发事件应急管理是非常态复杂系统问题,目前缺乏有效的研究手段.由于突发事件发生频率低,演化模型不明确,不确定性高的特点,在常态下广泛适用的传统仿真模型和基于数据的模型,通常难以直接应用在非常态情景中.本文提出了基于实时数据的应急交通疏散仿真方法,通过融合仿真模型和数据分析技术,使仿真系统能够兼容常态与非常态仿真计算,增强了其在非常态下的适应能力.本文以大规模交通疏散为例设计了仿真方法,该方法可以提高应急状态下交通仿真系统的预测准确性,并有能力提供多种事件的可能发生方向,为交通疏散应急管理提供决策支持.     

高层建筑垂直应急疏散系统的仿真研究

针对传统高层建筑楼梯应急疏散的弊端，建立了高层建筑垂直应急疏散系统的仿真模型，并进行了仿真实验研究。仿真模型包括楼梯疏散和电梯疏散两个模块，分别以人流在楼梯中的‘步行速度和电梯疏散时间的计算为基础。仿真实验结果可以反映人群的拥挤和电梯行驶等基本现象，并对电梯应急疏散系统的评价和高层建筑应急预案的设计有一定的参考作用。     

基于社会力模型的多出口室内应急疏散仿真研究

突发事件频发,如何将密集行人从有限出口的室内空间安全疏散是应急疏散研究的重难点.以某高校大礼堂为例,利用Anylogic进行仿真,引入意识程度综合反映行人受到的安全教育,安全培训以及熟悉程度,改进原始社会力模型中的期望速度;针对多出口室内出口利用不均提出分区引导和改变出口结构优化方案.仿真结果表明:意识程度增加行人的期...     

基于协作式深度强化学习的火灾应急疏散仿真研究

火灾是威胁公共安全的主要灾害之一,火灾产生的高温和有毒有害烟气严重影响了疏散路径的选择。将深度强化学习引入到应急疏散仿真研究,针对多智能体环境提出了协作式双深度Q网络算法。建立随时间动态变化的火灾场景模型,为人员疏散提供实时的危险区域分布信息;对各自独立的智能体神经网络进行整合,建立多智能体统一的深度神经网络,实现所有智能体之间的神经网络和经验共享,提高整体协作疏散效率。结果表明：所提方法具有良好的稳定性和适应性,训练和学习效率得到提升,具有良好的应用价值。     

垂直升船机初期火灾疏散方案仿真优化研究

为提高垂直升船机初期火灾疏散效率， 通过分析垂直升船机的结构及疏散通道，确定垂直疏散路径；根据承船厢停靠规则，比较计算楼梯疏散时间、电梯疏散时间，确定垂直疏散时间；运用仿真技术，模拟分析不同停靠高程下的疏散时间，以垂直疏散时间最短为目标，求解最优疏散方案。案例结果表明：停靠高程与下游疏散平台之间距离逐渐增大时，楼梯、电梯疏散时间先增大再减小，并且适当减小楼梯使用比例能够有效缩短疏散时间、提高疏散效率。     

舰船双目标应急疏散路线规划模型与算法

军事舰船应急疏散的目的是要在舱室内发生灾害或船体遭受打击时,将处于危险区域内的船员快速的引导转移至安全集结区域或指定战位.本文针对军事舰船的疏散特点,将船员疏散总用时与由于疏散过程中开启密封舱门造成的船体水密损失这对互相矛盾的疏散影响因素作为优化目标,构建了一个双目标最短路混合整数规划模型,并设计了求解该模型的启发式算法,最后通过数值算例对模型与算法进行验证,表明该模型能为制定有针对性的疏散路线方案提供支撑.     

一种运动学形式的人员疏散仿真微观模型研究

从疏散群体中的人员个体角度出发研究人员疏散规律,提出一种运动学形式的离散时间仿真微观模型.每个个体的运动完全由其运动方向及速度大小所确定,将个体的运动姿态用两个笛卡儿坐标和一个方向角表示,进行运动学近似,个体运动过程由速度的两个"瞬时"值描述,即平移线速度和偏转角速度.进而考虑影响个体运动方向及速度大小的主要行为原则,建立综合这些行为影响因素的模型方程,允许通过调节各种参数,研究环境及个体心理状态对疏散的影响.     

基于车站仿真和LSTM的轨道交通换乘站动态性能评估方法

在轨道交通客流量快速增长的背景下，为有效评估换乘车站运营过程中动态性能，提出基于机器学习的换乘站动态性能评估方法。基于提出的有效换乘人数、换乘时间和拥挤度的动态性能评价指标，深入分析了车站动态性能的影响因素，利用考虑行车与行人的换乘车站仿真模型提供机器学习所需的时间序列数据，采用长短期记忆(long short-term memory,LSTM)的机器学习方法，建立评价指标的预测获取方法，动态获取车站在不同条件下的运营状况。以犀浦站为例，运用仿真模型构建的2.24万个样本来训练预测模型。预测结果证明了预测模型的精度，并量化了购票比例对车站动态性能的影响。所提方法能够为轨道交通换乘车站换乘组织和客运作业提供有效建议。     

基于元胞自动机的智能疏散模型的仿真研究

本文结合元胞自动机对信息表达和机器人对行为表达的优势,将疏散个体看成是具有分析决策能力的智能体,采用模块化结构构建了基于元胞自动机的智能决策模型.通过疏散时间模型、方向选择模型、通道吸引力模型等模块的组合,实现对复杂疏散行为的描述.将模型用于对大型超市疏散过程的描述,模拟仿真和数据分析的结果表明本文所构建的模型能够对个体及群体疏散行为进行逼真的描述,进而说明模型是有效的.     

动态系统最优的疏散路线与出发时间综合优化模型

疏散是应急管理的重要内容.区域性疏散涉及到大批车辆的集体性出行,为保证疏散的安全、有序,有必要在疏散规划中合理规定源点车辆的分批次出发时间和路线安排.以往大量研究将疏散路线和出发时间的优化描述为动态网络流优化问题.但在这些模型中,交通流的一个重要特征却没有得到合理反映,即路段走行时间等路网特征的变化不但与时间有关,还依赖于路段或路网的交通负荷.本文提出了一个动态系统最优的疏散路线与出发时间综合优化模型,其中采用基于加载仿真的非解析式子表示流量传播约束,通过其反映路段走行时间随道路负荷变化的实际.设计了基于加载仿真的启发式算法,并给出了一个数值算例.     

城市轨道交通站点对常规公交客流的吸引范围

分析城市轨道交通站点公交客流吸引范围的概念,利用聚集效应理论建立客流吸引范围模型,还运用该模型进行实例分析,得到不同类型轨道交通站点对常规公交客流的吸引范围,对充分利用区域资源、把握区域出行特征、提高城市公共交通的运营效率具有重要的指导意义。     

应急疏散路径选择元胞传输宏观模型

通过建立元胞传输模型,研究了紧急事件下动态网络交通流应急疏散问题,将车流离散化处理成单个车辆可以有效地克服网络规模较大时运算效率低的缺点.模型采用时间步长法进行模拟,紧急疏散车辆路径的确定与各路段的走行时间密切相关.仿真实例说明模型和算法提高了紧急事件下网络动态交通配流的应用效果.     

灾害扩散实时影响下的应急疏散路径选择模型

应急疏散的目的是要在灾害发生时将处于危险地带的人群尽快转移至安全地带.由于灾害的扩散,疏散网络中各弧段上的路况将不断恶化,且不同的弧段受到灾害扩散影响的程度也将不同.为此,在提出的应急疏散路径选择模型中,将通过疏散路径所需的总疏散时间最短作为优化目标,将各弧段上的通行速度表示为关于时间的连续递减函数,并对不同弧段的速度函数设置了不同的衰减参数.设计了求解这一时变最短路问题的改进Dijkstra算法并给出了算法的正确性证明,仿真实例说明了模型和算法的有效性和可行性.     

基于复杂网络的轨道交通路网可靠性仿真分析

首先通过引入复杂网络的相关特征指标,介绍了城市轨道交通路网的复杂网络特征;然后,设计了轨道交通网络仿真分析模型和路网连通可靠性评价指标,并以此为基础研究了轨道交通路网的失效仿真分析理论和方法;最后,以上海市2020年远景规划路网为例,标定了其网络类型,并对该路网的连通可靠性进行了仿真分析研究.将复杂网络理论应用到城市轨道交通领域中,可为轨道交通基础理论的研究开辟新的思路.     

城市轨道交通全自动运行系统仿真研究及应用

随着城市轨道交通全自动运行系统(Fully Automatic Operation, FAO)关键技术的发展和自主化全自动运行系统示范工程的应用,越来越多的城市轨道交通线路采用FAO系统。全自动运行系统的高可用性、高可靠性和高安全性也对线路开通前的测试与验证提出了更高要求。通过全自动运行系统仿真研究,结合北京轨道交通燕房线全自动运行自主化示范工程综合调试验证管理平台,建立基于场景的FAO系统仿真模型,分析FAO系统仿真关键技术及方法,探讨FAO系统的仿真模型和方法的应用,为下一代轨道交通前沿技术预研、产品研发、测试等提供更强有力的支撑。     

考虑拥堵传播的轨道交通车站站台承载人数研究

掌握拥堵传播条件下的轨道交通车站承载人数变化规律,是提高城市轨道交通系统安全保障能力的基础。从人、站、车多子系统角度出发,结合客流、站台及列车多属性特征,建立基于系统动力学的城市轨道交通车站承载人数计算模型。设计多组别灵敏度仿真分析实验,从多角度分析站台承载人数影响因素。结果表明,拥堵传播与正常条件下车站承载人数变化情况具有较大差别,列车发车间隔、乘客进站速率和去向比例对车站人数变化情况影响较大,列车到站间隔影响相对有限。研究结果可以为特定客流特征车站制定客流组织策略提供科学依据。     

城市轨道交通枢纽适应性仿真系统实现策略

首先在5个仿真子系统的划分基础上,建立设施布局图、设施数据设置、仿真数据设置、仿真过程演示、仿真结果分析5个功能模块。其次提出了离散和连续仿真相结合、微观和宏观仿真相结合、基于启发式算法的仿真优化策略、虚拟环境动画演示和多线程控制策略等仿真实现方法。接着提出了基于UML的类模型、状态模型、交互模型的面向对象建模方法。然后从设施布局、设施规模、客流规模、进出站列车四个角度分析了设施适应性的对比评价研究策略。最后应用提出的基于遗传算法的仿真优化策略,实现了售检票区域子系统内进出站闸机的仿真优化配置算法的验证与分析,为仿真系统的应用开发奠定了理论和技术基础。