当前,公共场所承担着越来越多的商业、娱乐、文化等领域活动,从而形成大量的人群聚集,造成公共场所的人群踩踏事故风险。同时,突发事件如火灾、地震、恐怖袭击等,也易造成现场人群的恐慌行为,继而引发次生的踩踏风险;因此,对人群踩踏风险进行预警管理就显得十分必要。目前的人群踩踏风险预警管理多基于人群规模、人群密度、异常行为等物理要素,缺乏基于人群恐慌监测预警管理方面的研究。如何从人群恐慌监测角度对踩踏风险进行预警管理,并针对性地提出预控方案,则是一个新的研究课题。本文从人群恐慌监测的角度,结合物理因素,对踩踏风险的预警管理展开研究。研究内容主要包括:(1)运用共词分析方法,对踩踏事故的学术文献与案例新闻关键词进行编码与聚类分析,构建踩踏事故的恐慌因子链模型,提出基于人群恐慌监测的踩踏风险预警管理体系与流程。(2)提出基于人群恐慌监测的踩踏风险个体致因预警流程;基于人脸特征点识别算法及LDA线性辨别方法,对个体致因表征进行识别;构建基于人群恐慌监测的踩踏风险个体致因预警模型,实现预警点的动态切换。(3)提出基于人群恐慌监测的踩踏风险群体演化预警原理;构建群体恐慌状态模型,基于改进社会力模型和恐慌传染模型,模拟恐慌情绪传播与群体恐慌走势;提出群体恐慌演化的预警模型与实现过程,并基于虚警漏警进行预警模型调整。(4)构建基于人群恐慌监测预警的踩踏风险预控体系,包括前置预控与现场控制,基于踩踏风险预警指标提出精细预控图谱。(5)基于人群恐慌监测的踩踏风险预警预控流程,运用视频数据、网络数据及模拟仿真数据,对上海陈毅广场踩踏事件进行回顾与预警方法验证。本文的创新点有:(1)提出基于人群恐慌监测的踩踏风险预警管理三维体系,将恐慌因子作为主要预警指标,人群物理因子作为辅助预警指标,实施人群踩踏风险的预警管理。(2)提出基于人脸特征点与面部建模的踩踏风险个体致因面部识别算法,实现踩踏风险个体致因面部表征的辨别。(3)构建个体致因与群体恐慌预警函数,分别从个体与群体的两个角度给出踩踏风险的预警过程。(4)提出基于人群恐慌监测预警的踩踏风险预控体系,针对个体致因及群体演化的报警指标,提出踩踏风险预警指标的精细预控图谱。