基于Agent和元胞自动机的人员疏散模型研究

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随着社会的发展,人们聚集的公共场所也越来越多如,地铁,车站,码头等,这些场所都有一个公共的特点,人员集中,流动量大。一旦发生紧急事件,如火灾、爆炸等,很可能造成重大人员伤亡。如何快速、有效的疏散人员,尽量减少或者避免人员伤亡,已经成为一个现实而迫切的问题。人员疏散的过程中,存在着巨大的安全隐患,一旦在疏散过程中发生拥挤、踩踏事故,轻则延误疏散时间,重则造成大量的人员伤亡。  传统的人员疏散的研究是真人演练,它本身存在着破坏性和安全隐患,并且开销大,对现实环境要求高,而且和真实情况有较大的出入,这种方法非常不适合于人员疏散研究。人群,特别是疏散中的人群,其行为既受外加诸多因素的影响,又受到人们的心理状态的影响,很难用数学式子来总结其疏散规律。所以,在公共场所紧急情况下人员疏散的研究,计算机仿真是主要的研究手段。  目前国内外关于人群疏散的研究,大多是基于Agent的微观仿真,这种仿真重点关注个体的决策过程及行动,但没有体现出个体之间足够的交互性。本文是利用Multi-Agent的建模仿真方法,建立了一套基于Multi-Agent的疏散仿真系统(MASS),在MASS系统中,将每一个疏散人员当作一个Agent,每个Agent都配有感知、决策和运动能力,通过感知、制定决策、行为选择和运动控制来实现人员的移动,充分体现了Agent之间的交互性。  本文构建了公共场所紧急情况下的人员疏散模型,基于Agent建立了疏散人员模型,将Agent所在的疏散环境通过利用元胞自动机的关于Moore型邻域的概念,进行了网格化处理,并设计了Agent的种类和属性,使用改进的粒子群优化算法来实现疏散人员的疏散路径规划,最后,建立了可视化的疏散仿真模型,模拟紧急情况下的人群疏散时间。通过仿真其疏散过程,比较得出影响人员疏散速度的主要因素。
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