详情

原文传递基于二维元胞自动机的人群疏散安全仿真研究

论文题名：	基于二维元胞自动机的人群疏散安全仿真研究
关键词：	公共场所;聚集现象;疏散模式;事故风险;二维元胞自动机;仿真模型
摘要：	近几年来,一些大型社会公共活动不断增加,特别是大型公众集会,引起大量人员拥挤和交通堵塞,这种公共集会中极易发生拥挤踩踏等事故,进而造成巨大的人员伤亡和经济损失。根据统计数据,每年全球范围内都会经常性的发生很多大规模踩踏事件。目前,我国也正处于巨大的社会转型期,城市人口急剧增加、社会活动组织频繁、大型集会活动增多,使公共安全问题成为了一个城市发展中亟待解决的重大问题。因此,研究公共场所人群聚集现象及人员疏散特性,探寻合理的人群组织及疏散模式,寻求降低事故风险的方法和途径是公共安全及管理学科中一个重要的课题。　　论文首先从研究人群疏散的运动特征入手。研究表明,与车辆运动相比,人群不受车道限制,所以在变速、转向等方面表现的更为灵活和随意,而且,公共场合人员众多,彼此之间的相互影响也较多,人群之间存在趋同性和排斥性的相互影响,比如行人的跟随行为,即与前人保持同样的行走路线和行走速度,在高密度情况下,人与人、人与物之间会保持一定的距离以避免身体接触,因为这种接触会使人员产生心理不舒适感,使人员行走速度降低,因此,人群更倾向于彼此间的影响最小化,但是人群中也允许一定程度的碰撞和挤压。此外,研究还表明人群运动也受到周围环境、道路条件以及突发或意外事件的影响,这使得人群疏散的运动方式变得更加复杂和多样,这些局部、个体间的相互作用及群体行为和特征共同影响着整个人群的运动。在人员疏散过程中,论文充分考虑了人与人、人与环境之间的作用力,并将其分为:(1)目标吸引力;(2)人员之间的排斥力;(3)人员之间的摩擦力;(4)人与障碍物的排斥力;(5)周围人员产生的吸引力。通过对以往的模型的研究,论文在社会力模型的基础上,提出一种研究人群疏散的元胞自动机模型,其克服了以往模型在模拟高密度条件下人群疏散时的不足,结合元胞自动机模型规则简单、运算速度快的优点以及社会力模型可以较好描述人群拥挤和堵塞现象的优点。　　通过对人员疏散过程的分析,论文利用该模型对单出口体育场的人群疏散、双向通道人群疏散以及特殊结构人群疏散进行了模拟,并假定人群在高密度情况下发生踩踏事件,对伤亡人数进行了统计,经过对广场、通道等的隔离带设置后,再次对以上情形做了模拟分析,最后对结果进行了分析。最后的结论证明了模型在高密度情形下对人群疏散模拟具有良好的适应性,并发现了双向通道中异向行人流的“分层拥堵”现象,这是通道中发生拥堵事故的重要原因,通过对疏散出口、通道及其入口设置隔离带后的模拟发现,设置隔离带对降低人群密度、提高人员疏散效率具有明显效果,可以有效降低发生事故的风险,为疏散出口设计提供了思路。
作者：	冯硕
专业：	交通运输规划与管理
导师：	钱勇生
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文