应急状况下的大规模人群行为建模

摘要

近年来,大量人群密集的场所发生突发事件的频率逐年增加,并且这些突发事件往往会给人们的生命和财产安全造成极大的威胁,因此,如何将大规模人群进行有效、合理的疏散就逐渐成为相关领域的研究人员所关注的焦点。人群建模技术的兴起很好的推动了这一问题的发展,但是这一技术在行为的真实性与可信性方面都有很高的要求,因而如何才能创造出逼真的运动行为是人群建模技术研究的重点。考虑到人群结构形式的多样化以及运动行为的复杂性,研究人员所采取的方法通常是在尽量接近人群运动行为的前提下来描述人群的运动关系。
　　本论文在充分分析人群在应急状况下的各种行为特点的基础上,首先简单介绍了传统的FLOCKING算法的相关理论,并针对传统的FLOCKING算法仿真人群应急行为存在的严重不足,设计了相应的速度调整机制对人群运动时的速度变化进行了描述。考虑到现实生活中,人群通常是以家庭、朋友等小组的形式存在的,本文在对 FLOCKING算法改进的基础上,设计了新的算法,用以描述人群中普遍存在的小组运动关系,并针对人群中普遍存在由老年人或残疾人所组成的运动缓慢的小组,设计了相应的算法对运动缓慢的小组的运动状况进行了有效的描述,在此基础上提出了在建筑物内设计专用通道以供运动缓慢的小组进行疏散的方案。
　　最后的论文仿真实现部分主要使用Netlogo软件完成,基于这一平台对人群运动的各种行为表现进行了仿真描述。仿真结果真实的体现了人群运动速度的变化特点,小组关系,特别是运动缓慢的小组对疏散结果的影响,并进一步探究了设置专用通道的必要性以及专用通道的设置宽度对人群应急疏散结果的影响。

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第1章 绪论

1.1 课题的研究意义

1.2 国内外研究发展现状及分析

1.3 论文的主要研究内容

1.4 论文的组织结构

第2章 当前现有的人群应急疏散模型

2.1 人群应急疏散模型的相关概述

2.2 恐慌状态下人群疏散仿真模型

2.3 VICROWD人群运动模型

2.4BROGAN AND HODGINS模型

2.5 基于场景和规则的人群运动仿真模型

第3章 群体运动行为

3.1 群体运动行为概述

3.2 群体运动行为的生成方式

3.3 人群运动行为的生成步骤

第4章 基于FLOCKING算法的基本规则描述

4.1 FLOCKING算法概述

4.2 FLOCKING算法的基本规则

4.3STEERING BEHAVIORS概述

第5章 群体疏散运动时速度调整机制的优化

5.1 FLOCKING算法应用于人群仿真的不足及改进方案

5.2 速度调整机制

第6章 群体疏散运动时小组运动关系描述

6.1 小组运动关系描述

6.2 算法的步骤

6.3 小组关系运动参数的设定和调整

6.4 特殊人群及专用通道方案

6.5 特殊人群运动参数的设定和调整

第7章 仿真结果与分析

7.1 仿真环境概述

7.2 速度调整机制对人群疏散的影响

7.3 小组关系对人群疏散的影响

7.4 通道布局对人群疏散的影响

第8章 总结与展望

8.1 本文工作总结

8.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文