平行应急疏散系统:基本概念、体系框架及其应用

突发事件通常具有难以预测、多成因关联、危害性大及演变复杂等特点,应急情况下如何安全高效疏散人员是应急管控领域的重要研究内容.本文将基于人工系统（Artificial systems,A）、计算实验（Computational experiments,C）、平行执行（Parallel excution,P）方法的平行系统理论引入到应急管控领域,提出平行应急疏散系统（Parallel emergency evacuation systems,PeES）基本概念,构建系统体系框架及集成平台,并介绍人工应急疏散系统、计算实验、平行执行等主要功能模块的基本功能及实现方法.通过PeES能实现虚实应急疏散系统的管理与控制、应急方案的实验与评估以及相关人员的学习与培训.最后,以轨道交通枢纽站火灾场景下的乘客应急疏散为典型应用对平行应急疏散系统进行初步验证.     

基于ACP方法的高层建筑火灾中人员疏散策略研究

高层建筑结构规模巨大、人员众多,而疏散出口数量有限,如何有效安排疏散出口人员分布,提高疏散效率,是火灾应急管理的重要研究内容. 以人为中心的疏散系统是典型的复杂系统,具有难以真实实验分析的困难. 本文基于ACP（人工系统、计算实验、平行执行）方法,以智能体技术为核心建立了人工疏散系统,基于火灾场景,利用计算实验对疏散策略进行了验证、评估,给出了实际疏散系统与人工疏散系统的平行执行实现思想. 最后,通过案例验证了方法的可行性.     

基于Agent的应急疏散模型研究

根据突发事件出现的等级,选择安全区域,并采用适当的疏散方式,选择受灾区域的周边安全区域作为避难所;通过分析影响应急情况下人员选择目的地的因素,对人员疏散行为直观分析并结合人机功效评估,对疏散行为规范,建立基于Agent的应急疏散人员避难所选择模型。通过设定可能影响人员疏散的多种可能因素,该模型能够比较真实地模拟紧急情况下的人员疏散状态。仿真过程与实际情况相似,方法可广泛用于人员应急疏散过程分析研究。     

多层建筑应急疏散仿真

以多层建筑为背景,研究应急疏散问题,基于改进的路径规划算法,并将多智能体技术应用在模型间的通信交流上.采用机器人感知周围环境,通过设置机器人个数以及初始位置,对灾情中室内被困人员进行智能搜救,并采集现场实时数据,作出决策分析.机器人实时感知现场状况的变化,引导人员疏散,并将实时数据传输给施救人员,采取进一步救援措施.结果表明,该三维仿真技术为有效减少人员疏散中的伤亡和最佳救援方案的制定提供了参考,具有一定的现实指导意义.     

基于Multi-agent的地铁站内人群应急疏散交互研究

地铁是人们日常出行的重要交通工具之一,地铁站作为人员密集场所,潜藏着巨大的安全隐患,一旦发生火灾,需要快速组织疏散,避免造成大量人员伤亡。提出领导者、普通者和惊慌者三种Agent,构建了多Agent交互协作模型,以某地铁站为仿真空间对象,采用Building EXODUS平台对模型进行仿真。仿真结果表明:疏散中各角色群体的交互,尤其是领导者Agent的引导和协调作用能够提高疏散效率,缩短疏散时间。     

基于复杂系统理论的应急模拟演练平台研究

给出了以复杂系统理论为核心的应急管理信息系统建设的技术路线和方案, 探讨了人群、交通流、微观地理环境、突发事件以及演练机房五个关键技术因素对构建虚拟现场的作用。从理论上分析了复杂系统理论和技术在应急管理信息系统建设中的重要性。     

一种应急疏散最短路径的数学建模方法

针对城市应急疏散的路径选择,运用数学方法讨论了最短路径的建模问题。使用模糊概念和图论分析方法分别对应急疏散路径规划优化中的路径权值量化和结点约束图转化进行分析,给出相应的解决方法,并结合简单例子说明了解决问题的步骤与方法。     

基于元胞自动机的应急疏散系统仿真研究

分析了紧急情况下人员疏散的难点,提出了应急系统人员疏散策略,设计了一种基于CA的人员疏散模型.通过模型仿真,分析模型中相关参数对疏散效果的影响,在此基础上对人员疏散模型中地场方法进行改进,模拟结果表明,基于CA的应急疏散仿真能够很好的模拟建筑内人员应急疏散行为及紧急事件的发展情况.同时该仿真方法具有直观性、灵活性和可扩展性,为应急管理研究提供了一个很好的研究思路.     

一个面向紧急疏散的大规模人群运动模拟系统

对公共场所大规模虚拟人群疏散过程的模拟研究在理论和现实方面都具有重大的意义.本文介绍了一个面向紧急疏散的大规模人群运动模拟系统,包括系统框架、功能、规模等.其中详细讲解了系统的几个功能模块及其实现技术,主要有人群建模和仿真技术、场景建模技术、灾害现象模拟技术、人群疏散控制策略以及海量数据实时渲染技术.最后对人群疏散系统在未来需要解决的问题做了简单讨论.     

一种用于大型建筑火灾中的应急疏散算法

大型建筑发生火灾后,在现场情况比较复杂的情况下,尽快选择一条既安全、疏散时间又短的疏散路线,是室内人员安全快速的撤离的重要保障。本文在最短路径算法的基础上,提出了一种有效的有计划的应急疏散算法。此算法能有效的缩短总疏散时间,并且综合考虑到实际人流密度以及不同的通道环境对疏散路径的影响,更好地符合应急疏散的实际需求。     

人群应急疏散中一种多智能体情绪感染仿真模型

为了从情绪的视角分析紧急情境下人群的疏散行为,梳理了现有情绪感染的研究工作,总结了人群紧急状况下行为特点.采用智能体描述人群个体,提出一种多智能体情绪感染模型.其主体框架分为感知层、情绪层、感染层、行为层和行动层.归纳了产生情绪感染现象的3个条件及情绪感染的3个规则,提出了情绪感染的算法,考虑个体的个性和个体间距离因素,采用情绪强度和人群紧密度来计算个体疏散速度.用C#语言编制了仿真实验,采用真实的地震疏散案例,验证了仿真疏散时间和实际观测的基本一致.通过与以往基于传染病思路的情绪感染模型对比,所提出的模型可以更好地描述情绪感染从局部到整体的过程.实验结果表明,所提出的模型可以推演情绪驱动下的群体聚集行为,有望为制定应急疏散预案提供一种可视化分析方法.     

人群疏散虚拟现实模拟系统——Guarder

人群疏散的虚拟现实模拟就是利用虚拟现实技术,在计算机生成空间中建立公共设施和人群的三维模型,设定各种可能发生的安全危机和相应的疏散预案,模拟并三维地展示人群疏散场景;通过对模拟结果进行统计分析,可以验证人群疏散应急预案的合理性和有效性.介绍了人群疏散模拟虚拟现实系统Guarder设计的核心思想,提出了技术框架,详细阐述了其中的复杂环境语义表示、群体运动仿真等关键技术,并给出了应用实例,最后列举了几个前沿研究问题.     

基于粒子群神经网络算法的交通枢纽火灾应急疏散评价

在构建交通枢纽火灾应急疏散评价系统的基础上,建立用粒子群优化算法（PS0）和BP神经网络相结合的混合算法来进行综合评价的模型。该模型全面考虑影响应急疏散的各种因素,将定性分析和定量分析相结合,使评价结果更符合实际、更可靠。实例计算结果表明：PSO-BP方法简便、通用,其结果符合运营实际,能很好的反应交通枢纽火灾状况下应急疏散的实施效果。