基于二維元胞自動機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,進而造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。根據(jù)統(tǒng)計數(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,尋求降低事故風險的方法和途徑是公共安全及管理學科中一個重要的課題。
　　 論文首先從研究人群疏散的運動特征入手。研究表明,與車輛運動相比,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,因為這種接觸會使

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動方式變得更加復(fù)雜和多樣,這些局部、個體間的相互作用及群體行為和特征共同影響著整個人群的運動。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模型,其克服了以往模型在模擬高密度條件下人群疏散時的不足,結(jié)合元胞自動機模型規(guī)則簡單、運算速度快的優(yōu)點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。
　　 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)人群疏散進行了模擬,并假定人群在高密