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《西南交通大学》 2003年
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人群疏散的仿真研究

徐高  
【摘要】: 随着各种事故和紧急事件的频繁发生,对于大量人员聚集场所,大型活动的组织,必须预先对人员的疏散方案进行充分地准备,做好各种应急的疏散预案。因为,人员疏散的过程中潜伏着巨大的安全隐患,一旦在疏散过程发生拥挤践踏事故,轻则延误疏散进程,重则造成大量人员的伤亡。因此,对人群的疏散动态进行深入的研究,具有极大的现实意义和实用价值。正是于此,近年来,人群疏散的研究已经发展成为一门独立的学科,成为国际上安全研究的一个新的热点。 与一般的科学研究对象不同,人群,特别是疏散中的人群,其行为既受外界诸多因素的影响,又受到人们的心理状况影响。对于如此复杂的现象,很难用数学式子来总结其行动的规律。另一方面,疏散过程通常涉及大量的人员,且不说组织这样规模实地试验的巨大花费,单就进行过程中可能发生的各种意外就足以使实验难以进行。因此,在研究人员疏散时,计算机仿真是主要的研究手段。 用计算机仿真研究人群的疏散动态过程已经有了几十年的历史。在这期间,有大量的仿真模型和仿真软件被建立并投入使用。这些软件从建模的对象上来区分可以分为宏观模型和微观模型两类。宏观模型将研究的对象放在作为整体的人群上,而不考虑人群中各个个人之间相互影响对整体人群行为的影响,以此建立相应的计算模型进行模拟。由于这类模型对研究对象作了大量的简化,它的建模过程简单,对计算机的计算能力要求也很低。因此,早期的仿真模型多属于这种类型。但是,随着计算机技术的发展,计算能力这一制约已经大大放宽。这促使了研究人员将研究重点转向了性能更好的微观仿真模型上。微观仿真模型将研究的对象放在人群中的单个人身上,从研究单个人在人群中的运动规律出发,确定整个人群的行为。在仿真术语中,作为研究对象的个人称为Agent,所以微观仿真模型有时又被称为“基于Agent的仿真模型”。按照模型中状态改变的方式,微观模型可以细分为离散型和连续型两种仿真模型。 微观模型拟真程度高、效果好。因此,近年来不少学者提出了多种基于离散和连续的微观仿真模型。这些模型的表达方式有相当的差别,特别是基 西南交通大学硕士研究生学位论文 第n页 于离散型和基于连续型的微观模型,其表达方式更有较大差别。本论文在仔 细研究各种不同表达方式的微观模型后发现,各种看似千差万别的微观仿真 模型实际上具有一定的一致性,从而建立了一个微观仿真模型的数学分析框 架。利用它对各种微观仿真模型进行分析,可以清晰地看出它们的一致和差 别。利用这一分析框架,在论文中比较了现有的各种疏散仿真模型,讨论了 其优缺点。 在对现有各种仿真模型的比较和总结的基础上,建立了一个疏散仿真模 型。基于实用性与性能权衡的考虑,该模型采用微观离散型的仿真建模技术。 通过将影响疏散过程的多种因素的引入,该模型可以较为真实地模拟出真实 状况下的人群疏散动态。与现有的模型相比,通过参数值的不同选取,这个 模型可以仿真模拟不同状况下的疏散动态,因而具有更大的灵活性。 论文根据此模型,开发了仿真软件EvacSA,并将该软件应用于地下铁 道使用最广泛的岛式车站标准设计的疏散模拟,取得了较好的结果。该软件 也可以适用于其他各种建筑物(如码头、剧场、体育场馆、大楼、学校等等) 设计阶段进行疏散仿真模拟,以检查设计的合理性,对设计进行优化。该软 件还可以用于在人群大规模聚集的场所,帮助管理人员制订最优的疏散预 案,在突发事件发生时减少损失。利用软件的仿真模拟,可以对安全人员及 广大群众进行疏散方面的培训,提高他们在危急情况下的应变能力。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X923

【引证文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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4 郑忠;何腊梅;高小强;;基于细胞自动机的流程仿真方法在炼钢生产中的应用[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
5 李素民;蒋充剑;;舰载搜索雷达数学建模与仿真[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集(下册)[C];2006年
6 董锡君;冯旻;;制导控制系统仿真软件的模块化设计[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
7 闫高宗;;航天器测控系统通用仿真平台[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
8 高靖芳;贾华;窦震海;;通用变频器回馈单元的研究[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
9 闫高宗;;航天测控系统通用仿真平台[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
10 刘旭;胡刚;;基于驾驶行为的车辆跟驰模型仿真参数研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李家齐;仿真技术:物流系统中的助力[N];国际商报;2006年
2 国良;“中大型空调专业仿真软件”开发成功[N];中华建筑报;2003年
3 王为;奔驰车模经典流传[N];中国商报;2006年
4 本报记者 何苗 见习记者 陈景清;益智玩具:让人身心俱动[N];中华工商时报;2008年
5 马扬;我国自主研发的汽车仿真软件将正式进军全球市场[N];中国质量报;2006年
6 张山;中国古建仿真模型出口大有作为[N];国际商报;2006年
7 辛海强;新疆制作完成高精度数字三维地形仿真模型[N];中国测绘报;2007年
8 徐昕;用仿真技术省钱[N];中国计算机报;2006年
9 记者 朱广青;仿真研究:让数字更令人信服[N];大众科技报;2007年
10 周志;数控加工仿真软件在教学中的应用[N];莱芜日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱奇;基于多Agent系统的企业组织学习研究[D];北京交通大学;2009年
2 苏年乐;仿真模型可移植性规范的多核并行化研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 李永先;车辆路径问题的仿真模型及优化方法研究[D];大连理工大学;2008年
4 沙云飞;人群疏散的微观仿真模型研究[D];清华大学;2008年
5 刘晓峰;区域动态规划与控制系统研究及应用[D];天津大学;2007年
6 赵海波;空气源燃气机热泵的仿真优化及实验验证[D];天津大学;2007年
7 张琦;城市轨道交通枢纽乘客与环境交互理论[D];北京交通大学;2009年
8 柳小波;散体流动时空演化仿真模型的研究与应用[D];东北大学;2009年
9 李东;铁路集装箱调运的基于仿真的优化方法[D];东北大学;2009年
10 杨国豪;船用低速智能柴油机工作过程建模与仿真研究[D];大连海事大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙栋栋;全地面汽车起重机制动防抱死系统仿真研究[D];吉林大学;2006年
2 徐高;人群疏散的仿真研究[D];西南交通大学;2003年
3 严创业;IGCT器件模型及拓扑结构仿真研究[D];华北电力大学(北京);2005年
4 杨超;电动车动力学建模与仿真研究[D];武汉理工大学;2007年
5 赵静;短生命周期产品供应链运作效率建模仿真研究[D];大连理工大学;2007年
6 张淑兴;应急柴油发电机组仿真研究[D];大连理工大学;2009年
7 刘磊;配送中心设施布局规划与分拣系统仿真研究[D];中南大学;2008年
8 颜德刚;公交发车计划的仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
9 毕重强;南桠河发电厂非正常运行工况下的仿真研究[D];重庆大学;2007年
10 郑晓捷;产业集群协同物流模型构建及应用研究[D];福建农林大学;2009年
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