基于元胞自动机的人员疏散过程研究

紧急情况(如火灾等)下的人员疏散研究可为减少人员受到伤害提供必要的指导.提出了一种基于元胞自动机的微观离散模型,该模型将人群按照年龄和性别进行了划分,把所有人员都作为一种客体.在疏散过程中,每个人员的行为参照在其视野中的其它人员的行为进行加权处理.针对不同移动速度的人员比例,权系数等参数,进行了多方面的数值模拟,研究结果表明,提出的模型能够较好地模拟紧急情况下的人员疏散现象.     

基于元胞自动机的人员疏散仿真研究

在人员聚集的大型场所,如果紧急事件发生则极有可能造成人员的大量伤亡,因此对人员疏散行为进行深入研究,具有极大的现实意义.通过分析已有的理论基础,利用元胞自动机原理建立了人员疏散数学模型.模型采用二维元胞自动机技术,确定了元胞空间和元胞状态,建立了人员疏散行为规则并着重探讨了从众行为和建筑结构不同对疏散时间的影响.试验结果表明,该疏散仿真模型更具真实性和合理性.     

一种基于博弈论的疏散出口选择模型

针对紧急情况下人员疏散行为的特点,提出一种基于博弈论的疏散模型。模型考虑了疏散过程中疏散者之间的相互影响,每个逃生者根据其他逃生者的策略进行最优决策,逃生者的策略为纳什均衡下的策略。给出纳什均衡的求解方法,通过实例模拟验证其合理性。模型采用基于元胞自动机的仿真技术对人员疏散过程进行仿真,通过仿真表明模型能有效模拟多出口条件下人员应急疏散特性。     

基于元胞自动机的普通超市火灾疏散模型的构建

通过分析已有的元胞自动机理论,结合人员疏散的特点,构建了考虑出口吸引力、火灾排斥力、摩擦力、排斥力和从众吸引力的普通超市火灾疏散模型。该模型充分考虑了多个因素对疏散过程的影响,对影响因素进行归一化处理,以综合影响因素建立的元胞转移强度作为行人移动规则。针对超市疏散人数、出口宽度及相隔距离、从众心理对疏散时间的影响进行了研究,并采用仿真疏散软件Pathfinder+FDS对模型进行验证,说明疏散模型具有一定可信性。研究表明行人疏散时间随人数呈线性正相关,人数存在临界值;出口宽度越宽或出口越多疏散时间相对越短,当达到出口阈值时对疏散时间影响不大;在陌生疏散环境或紧急情况下适当的从众行为会提高疏散效率。     

地铁车站疏散照明指示系统的引导作用研究

通过对元胞自动机模型的分析和改进,建立了适用于地铁车站人员应急疏散模型,在此基础上以西安市某地铁车站为实例进行研究,探讨了疏散照明指示在人员疏散过程中的引导作用。并运用疏散模拟软件分别进行了不同情景布设方式下的模拟仿真,得出了相应条件下的疏散人数与疏散时间关系曲线图,并对数据进行分析比较得出了相关结论以期能为地铁疏散照明指示系统的建设提供参考。     

高铁车厢内部紧急情况下人员疏散仿真研究

在引入元胞自动机理论的基础上,模拟分析了紧急情况下人员生理及心理的不同对疏散过程的影响,通过人员动态调整自身行为,并引入人员竞争力,对人员疏散过程建立模型。在疏散过程中,根据存在着一定程度的外部干扰因素,提出疏散干扰度概念。计算机仿真的结果表明,考虑人员竞争力,以及出口疏散干扰的问题,可以更加真实地模拟人员紧急疏散过程和疏散状况。     

基于元胞鱼群算法的人员疏散模型

针对元胞自动机模型以及原始人工鱼群算法在刻画综合交通枢纽人员常规疏散行为上的局限性,本文提出了一种基于元胞鱼群算法的人员疏散模型,考虑个体之间的行走速度、视野范围差异,将排队机制和出（入）口选择行为、导向行为、记忆功能加入原始人工鱼群算法中,顶层采用改进的人工鱼群算法进行移动位置更新,底层采用元胞自动机模型解决移动位置冲突.实验证明,该模型可真实反映人员在综合交通枢纽内换乘时的疏散过程;在同等环境下,与原始人工鱼群模型相比,该模型实现了个体按照疏散引导进行有序移动,避免了陷入局部最优;与元胞自动机模型相比,其更好地体现了个体的从众、避障和出（入）口选择行为,有效地降低了时间复杂度.     

基于元胞自动机的人员疏散模型设计与实验

元胞自动机作为一种动态模型与通用性建模的方法,其应用几乎涉及社会和自然科学的各个领域,在当前物联网技术、宽带通信技术时代得到了更加广泛的应用。利用元胞自动机原理建立人员疏散的数学模型,模型采用二维元胞自动机技术,确定元胞空间和元胞状态,根据实际情况建立人员移动行为规则并讨论元胞重复行进次数和危险物质扩散对人员行为的影响。实验结果表明,该模型具有一定的真实性和合理性。     

基于元胞自动机和模糊理论的人群疏散仿真

基于元胞自动机和模糊理论建立了人群疏散模型,对教学楼内的人群疏散过程进行了模拟。该模型根据人员对建筑物的熟悉程度、周围人员的吸引力设计元胞行为准则,并且采用模糊隶属度定义人员的体能状态及人员对环境的熟悉程度。实验结果表明,该仿真模型能够较好地模拟紧急状况下的人群疏散过程。     

Agent-CA的体育场馆人群疏散模型

根据体育场馆人群疏散的特点与规律,提出一种基于多智能体和元胞自动机相融合的大型体育场馆人群疏散模型（Agent-CA）。将元胞空间中被虚拟人个体占据的元胞视为一个独立的智能体,将元胞及其状态进行封装,扩展为具有自主性的智能体,通过设计各种人群疏散行为策略做为演化规则,实现个体的差异性以体现个人个性、体力、心理等对疏散行为的影响,对体育场馆的人群疏散进行仿真实验。结果表明,Agent-CA综合了多智能体和元胞自动机的优点,充分考虑了个体内在因素,更接近现实大型体育场馆的人群疏散情形,缩短了疏散时间。     

基于摩尔奇偶型的元胞自动机演化模型

由于元胞自动机的理论基础较为薄弱,对元胞自动机的演化规则的研究和分析是个倍受关注的挑战问题.在奇偶元胞自动机的基础上,提出了一种摩尔奇偶型的元胞自动机演化模型,通过大量的计算机仿真实验,证实PCA与MPCA在演化过程中均具有一定的演化基元、演化框架和演化周期规律.提供了研究元胞自动机演化规则的新思路,并进一步将提出的演...     

基于元胞自动机的小样本集分类算法

样本集中的数据数量过少会影响最后的分类精度。为此,提出基于元胞自动机模型的小样本集分类算法,利用元胞自动机的状态转换规则和分类规则,通过元胞空间的演化实现对数据集的分类。对标准数据集的测试结果表明,在小样本集和样本集中数据分布不均匀的情况下,该算法具有较高的分类精度。     

基于细胞自动机的安全图像加密算法

利用初等细胞自动机状态环性质进行加密后的密文图像仍可看出原图像的部分轮廓,且明文敏感性差。由此提出一种安全的图像加密算法,采用周期为2的二维细胞自动机对图像进行位平面加密,再通过状态环加密的方法使明文改变1 bit即可影响整个密文图像。仿真结果表明,改进算法敏感性更高,密钥空间更大,且加密速度较快。     

Acceleration of cellular automata algorithms using genetic algorithms

The following problem is solved: Given a Cellular Automaton with continuous state space which simulates a physical system or process, use a Genetic Algorithm in order to find a Cellular Automaton with discrete state space, having the smallest possible lattice size and the smallest possible number of discrete states, the results of which are as close as possible to the results of the Cellular Automaton with continuous state space. The Cellular Automaton with discrete state space evolves much faster than the Cellular Automaton with continuous state space. The state spaces of two Cellular Automata have been discretized using a Genetic Algorithm. The first Cellular Automaton simulates the two-dimensional photoresist etching process in integrated circuit fabrication and the second is used to predict forest fire spreading. A general method for the discretization of the state space of Cellular Automata using a Genetic Algorithm is also presented. The aim of this work is to provide a method for accelerating the execution of algorithms based on Cellular Automata (Cellular Automata algorithms) and to build a bridge between Cellular Automata as models for physical systems and processes and Cellular Automata as a VLSI architecture.     

大型建筑物人员疏散仿真系统及实现

人员疏散仿真的关键是模型的选择,为了使仿真结果更加接近实际,基于元胞自动机模型,改进和优化了人员疏散仿真算法,设计了目标元胞选择算法,提出个体竞争力的定义和计算方法,在疏散仿真模型中引入环境熟悉程度和运动方向等因子,设计并实现了疏散仿真系统,实验结果表明,系统能够更加真实地仿真紧急状况下人员疏散的全过程.     

基于元胞自动机扩展模型的图的最短路径算法

利用元胞自动机在元胞空间上的并行特性，采用元胞动态邻居，时间段自适应调整的方法，构造出一种新的基于元胞自动机扩展模型的最短路径搜索算法，即通过简单规则的元胞状态演化，得到带权图的最短路径；该方法经过优化，能够达到Dijkstra算法的时间效率；并且为基于元胞自动机扩展模型解决图的问题的提供了新的思路。     

基于元胞自动机的快速路交织区交通流仿真建模

城市快速路交织区由于复杂的交通流容易造成拥塞, 成为快速路交通的瓶颈。充分考虑到辅道交通流对交织区的影响,以元胞自动机NS模型为基础,通过设定跟车规则、换道规则,对一个包含入口匝道、出口匝道、主线车道和辅道的快速路交织区路网建立模型进行微观仿真。仿真得出交织区长度对流量、密度、速度等交通流参数的影响并给出了最优交织区长度参考值, 最后用HCM经验公式的计算结果验证了仿真模型。     

突发事件情景下地铁站人员应急疏散问题综述*

突发事件情景下,合理的进行地铁站人员应急疏散是减少人员伤亡和财产损失的有效途径。从地铁站人员应急疏散的仿真研究、不同规则下疏散模型的研究和智能算法在疏散建模中的应用三个角度对突发事件下地铁站人员应急疏散问题进行综述,并分析了当前疏散模型、求解算法以及行人特征数据的不完善之处。提出了把行人的心理行为特征、建筑物设施因素引入地铁站人员应急疏散问题中,并利用改进的蚁群算法求解最优疏散路径的重要价值。最后,展望了今后地铁站人员应急疏散问题研究的发展趋势。     

基于元胞自动机的模糊控制换道模型

根据元胞自动机理论建立改进的交通流模型，给出每辆车的演化规则。在此基础上依据实际车辆行为建立换道规则，利用模糊推理来模拟人在换道过程中的主观判断过程，建立换道模型。仿真表明该方法能较好的模拟车辆的实际行为。