基于二維元胞自動機(jī)的人群疏散安全仿真研究.pdf

1、近幾年來,一些大型社會公共活動不斷增加,特別是大型公眾集會,引起大量人員擁擠和交通堵塞,這種公共集會中極易發(fā)生擁擠踩踏等事故,進(jìn)而造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),每年全球范圍內(nèi)都會經(jīng)常性的發(fā)生很多大規(guī)模踩踏事件。目前,我國也正處于巨大的社會轉(zhuǎn)型期,城市人口急劇增加、社會活動組織頻繁、大型集會活動增多,使公共安全問題成為了一個(gè)城市發(fā)展中亟待解決的重大問題。因此,研究公共場所人群聚集現(xiàn)象及人員疏散特性,探尋合理的人群組織及疏散模

2、式,尋求降低事故風(fēng)險(xiǎn)的方法和途徑是公共安全及管理學(xué)科中一個(gè)重要的課題。
　　 論文首先從研究人群疏散的運(yùn)動特征入手。研究表明,與車輛運(yùn)動相比,人群不受車道限制,所以在變速、轉(zhuǎn)向等方面表現(xiàn)的更為靈活和隨意,而且,公共場合人員眾多,彼此之間的相互影響也較多,人群之間存在趨同性和排斥性的相互影響,比如行人的跟隨行為,即與前人保持同樣的行走路線和行走速度,在高密度情況下,人與人、人與物之間會保持一定的距離以避免身體接觸,因?yàn)檫@種接觸會使

3、人員產(chǎn)生心理不舒適感,使人員行走速度降低,因此,人群更傾向于彼此間的影響最小化,但是人群中也允許一定程度的碰撞和擠壓。此外,研究還表明人群運(yùn)動也受到周圍環(huán)境、道路條件以及突發(fā)或意外事件的影響,這使得人群疏散的運(yùn)動方式變得更加復(fù)雜和多樣,這些局部、個(gè)體間的相互作用及群體行為和特征共同影響著整個(gè)人群的運(yùn)動。在人員疏散過程中,論文充分考慮了人與人、人與環(huán)境之間的作用力,并將其分為:(1)目標(biāo)吸引力;(2)人員之間的排斥力;(3)人員之間的摩擦

4、力;(4)人與障礙物的排斥力;(5)周圍人員產(chǎn)生的吸引力。通過對以往的模型的研究,論文在社會力模型的基礎(chǔ)上,提出一種研究人群疏散的元胞自動機(jī)模型,其克服了以往模型在模擬高密度條件下人群疏散時(shí)的不足,結(jié)合元胞自動機(jī)模型規(guī)則簡單、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)以及社會力模型可以較好描述人群擁擠和堵塞現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)。
　　 通過對人員疏散過程的分析,論文利用該模型對單出口體育場的人群疏散、雙向通道人群疏散以及特殊結(jié)構(gòu)人群疏散進(jìn)行了模擬,并假定人群在高密