人员疏散的社会力修正模型及其仿真研究

摘要

本文利用社会力模型在模拟行人的细节行为方面的优势，对典型的人员疏散特征现象及群集性的自发组织现象进行模拟。在收集大量的视频资料以及文献资料的基础上，总结Helbing和Molnar提出的社会力模型中存在的各种缺陷，如模型中未解决人员间的重叠乃至穿透问题，参数设置如步幅尺寸，视角参数等不合理，未描述各种因素对焦虑因子的影响，未对跌倒和踩踏发生后的情况进行描述。
　　 针对Helbing和Molnar的社会力模型存在的问题，采取一系列修正措施，包括：
　　 利用添加接触力消除重叠，对距离影响力采用椭圆设定II，综合利用视频跟踪法和进化法则选择合适度最高的参数A、B以及视角参数值，定义各种因素对于焦虑因子的影响，确定跌倒的条件，即当施加在某人身上的力超过1500N的情况下，此人变为不能移动的障碍物。
　　 运用修正过的社会力模拟人员疏散中的一些特征现象的模拟，如路径形成现象，以及一些群集性的自发组织现象，如滞留群集现象、“成拱现象”，“从众现象”等。模拟结果与真实情况比较一致，利用所得的模拟结果，对各种特征现象进行了进一步分析。如路径形成与密度的关系；滞留群集现象的避免措施；“成拱现象”的形成原因、预防措施、减小伤亡的措施(在出口正前方设置圆柱)；个人行为和群体行为影响下的人员疏散情况的比较等等。
　　 另外，本文还专门对逃离火边界的人员疏散情况进行模拟。根据火灾的特征以及火灾对人员疏散的影响情况，对火灾场景下的一些量进行适当的设定，模拟结果基本与实际相符。