基于多智能体的地铁站台乘客紧急疏散模型

摘要

目前，我国城市轨道交通系统正处于高速发展时期，城市轨道交通能够充分、有效地利用城市空间资源，是缓解城市交通拥堵压力、优化市民出行的有效途径。但是，城市轨道交通车站（尤其是地铁车站）通常具有狭小空间内人流密集、建筑环境封闭、人员结构复杂且流动性强、社会关注度高等特点，易成为交通安全事故频发点，严重时引发人群骚乱、恐慌踩踏事件，甚至造成人员伤亡损失。
　　紧急事件发生后，乘客的疏散行为受多方面因素的影响和制约，如心理压力的影响、疏散引导作用的影响以及疏散人员结构的影响。目前，在心理压力作用下、引导作用下以及小群体作用下的乘客紧急疏散行为的研究受到了广泛关注，但仍有许多问题亟待更深入、系统地研究与解决。
　　本文在借鉴国内外已有研究成果的基础上，研究并构建考虑乘客心理压力的多智能体疏散仿真模型，并以多智能体在疏散过程中的行为特征为核心展开研究。
　　本文的主要内容包括以下几个方面:
　　(1)构建考虑乘客心理压力的社会力模型。本文在已有社会力模型的基础上引入乘客心理压力度的概念，考虑地铁站台内紧急疏散人员的心理压力变化，建立考虑滞留时间、人员周围局部密度以及人员与危险源的距离三方面因素的心理压力度识别模型，并确定模型参数。并对乘客在疏散过程中的心理压力变化及各因素引发的压力行为人数进行分析研究。
　　(2)构建基于多智能体感知、决策和行为规则的疏散仿真模型。本文将每个乘客视为一个智能体，按照乘客特有的属性和疏散行为特性，建立各智能体对建筑物环境、其他智能体以及自身心理压力的感知模型，智能体对疏散路径和期望速度的决策模型，智能体在心理压力作用下、引导作用下、小群体作用下的行为规则模型。
　　(3)案例分析。本文选取北京地铁西直门2号线站台为研究案例，在考虑乘客心理压力的多智能体疏散仿真模型的基础上通过对比有（无）心理压力疏散场景、有（无）引导作用疏散场景、有（无）小群体疏散场景，利用仿真结果对压力行为、引导作用、小群体行为对疏散过程的影响进行分析。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容、方法及技术路线

1．3．1 主要内容与方法

1．3．2 技术路线

2 基于心理压力度的社会力疏散模型

2．1 社会力疏散模型

2．1．1 自驱动力

2．1．2 人与人之间的相互作用力

2．1．3 人与障碍物之间的相互作用力

2．2 心理压力度识别模型

2．2．1 心理压力影响因素

2．2．2 心理压力模型

2．3 心理压力度识别模型参数确定

2．3．1 心理压力临界度

2．3．2 压力模型参数确定

2．4 小结

3 基于多智能体的疏散仿真模型

3．1 智能体感知模型的构建

3．1．1 建筑物环境感知模型

3．1．2 智能体交互感知模型

3．1．3 心理压力度感知模型

3．2 智能体疏散决策模型的构建

3．2．1 疏散路径决策模型

3．2．2 期望速度决策模型

3．3 智能体行为规则模型的构建

3．3．1 无心理压力作用下智能体疏散行为模型

3．3．2 心理压力作用下智能体疏散行为模型

3．3．3 引导作用下智能体疏散行为模型

3．3．4 小群体作用下智能体疏散行为模型

3．4 小结

4 案例分析

4．1 仿真案例介绍

4．1．1 案例站台简介

4．1．2 案例场景构建

4．2 案例仿真模型的构建

4．2．1 基础模型的构建

4．2．2 心理压力模型和多智能体模型的构建

4．2．3 参数和指标的设定

4．3 仿真结果分析

4．3．1 压力行为对疏散的影响

4．3．2 引导作用对疏散的影响

4．3．3 小群体行为对疏散的影响

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 主要研究结论

5．2 研究展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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