基于元胞自动机模型的公共场所人员应急疏散研究

摘要

随着中国经济的持续稳定发展，中国的城市化进程不断深入，作为承担着人们娱乐、学习、商务办公、体育和宗教活动的公共场所，其规模体量越来越大，建筑结构越来越复杂，数目越来越多。在极大的满足人们物质文化需求的同时，也带来了巨大的安全风险。公共场所聚集了过多的人群会提高应急疏散工作的难度。据一项不完全统计，全球每年有数千人因应急疏散不及时而死亡。因此，如何建立快速、安全、高效的疏散方式是研究的当务之急。本文旨在总结公共场所人员运动的特性，探寻其在应急疏散中的规律，构建安全、快速、有效的疏散方式。
　　公共场所的人员应急疏散主要考虑个体的与群体间的行为决策的相互作用，以及人与疏散环境的相互作用，这些相互作用组成了一个复杂的系统。本文从疏散人群的心理和行为入手，结合以往的研究成果和实际发生的案例，总结出建模所需考虑的因素，在此基础上建立“Agent+元胞自动机”的混合仿真模型并应用MATLAB仿真，随后将模型与一个观测试验进行比较研究，验证模型的仿真效果。
　　最后，本文应用构建的疏散仿真模型，选取我国沿海发达地区某村镇社区7层公寓的人员疏散问题作为仿真研究的案例。经实证研究，确定了公寓安全疏散的最大人数，识别了疏散过程中容易发生人员伤亡事故的危险位置。针对危险位置进行了应对措施研究，给出了具有可操作性的方案。本文从行为学角度对应急疏散的规律进行了归纳，在丰富应急疏散理论的同时，为公共场所的应急疏散提供了有效的疏散仿真模型工具，具有较强的应用价值和实践意义。

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与方法

1.4 研究方法

第2章 疏散仿真模型建模理论基础

2.1 人群疏散的心理及行为特征

2.2 影响人群疏散的重要因素

2.3 元胞自动机模型基本理论及特点

2.4 本章小结

第3章 疏散仿真模型的建立

3.1 模型基本参数的定义

3.2 模型运行规则及流程图

3.3 算例分析

3.4 基于Matlab验证模型有效性

3.5 本章小结

第4章 公寓人群应急疏散模型仿真

4.1 公寓环境设定

4.2 行人数据收集及参数赋值

4.3 公寓应急疏散仿真模拟

4.4 本章小结

结论

参考文献

附录

声明

致谢