不同人员分布下高铁车厢人员疏散仿真

在元胞自动机理论的基础上,针对在高铁车厢内人员安全疏散的问题,提出一种考虑人员个体差异,在多速的情况下,通过人员实时调整自身移动情况,对人员疏散过程建立模型的方法,并进行计算机仿真加以研究分析。实验结果表明,根据个体差异,强中弱的分布方式在疏散时间上比弱中强的分布方式快2个时间步。同时,灾害点出现在车厢内不同位置,疏散时间差异较大。对不同人员分布以及灾害点发生情况下的仿真研究,更加真实地模拟了人员紧急疏散过程和疏散状况,为人员安全疏散问题提供理论指导意义。     

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。     

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.     

基于元胞自动机模型的人员疏散仿真研究

公共安全是经济发展和社会稳定的基础。近年来由于火灾、地震、恐怖活动等突发因素诱发的公共场所人员安全事故屡见报道,在公共场所的安全设计中,安全疏散性能已成为至关重要的因素。为解决上述问题,人员疏散的计算机仿真对提高公共场所的安全疏散性能具有重要意义。对于出口距离最近的原则建立人员疏散的二维随机元胞自动机模型,其中考虑人员绕行的影响,并利用Matlab软件编写了疏散过程的程序,对大空间疏散人群进了仿真,得到了人员疏散基本规律及疏散时间。研究表明:考虑人员绕行的模型更能体现真实的疏散情景。     

元胞自动机地铁人员疏散模型仿真

基于元胞自动机模型对地铁人员疏散进行研究,通过对地铁的疏散个体微观建模,构建出元胞的移动规则,从而确定元胞下一时间步长的移动路径。针对地铁紧急情况下的疏散情形,提出了两种基于元胞自动机的疏散规则:概率计算方法和元胞空间场吸引法。利用VC++开发环境与OpenGL图形库对地铁的人员疏散情况进行仿真,描述不同疏散规则下的地铁疏散整个动态过程,并分别模拟得出不同的疏散效率,从而为指导地铁紧急情况下人员疏散提供理论依据。     

复杂条件下多层建筑人员协作疏散仿真

研究具有复杂多层协作过程条件下的人员疏散控制系统,就能够比较准确地模拟突发情况下人员的疏散情况。本文对元胞自动机进行了改进,综合人员个体特征和从众心理等各种复杂因素,对具有复杂障碍物的多层建筑中人员疏散过程进行了计算机仿真分析,并给出了人员疏散效率与人员的从众系数、障碍物及出口位置等因素的关系。该仿真能够很好地模拟大型公共场所发生突发事件时人员疏散的情况,对在复杂地理环境及人员特性条件下的多层建筑突发事件疏散策略制定具有一定的实际参考意义。     

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.     

大型商场人员安全疏散的计算机仿真研究

大型商场潜藏着很大的安全隐患.为此,在基本元胞自动机的基础上建立了人员安全疏散的二维随机元胞自动机模型,模型中考虑了人员距出口的距离、局部吸引力、绕行、墙壁和障碍物的排斥力等因素.用该模型对广州某大型商场一层平面内人员疏散进行了仿真研究,开发了人员疏散演示系统.该系统可动态演示人员疏散全过程,每个人员每步时都有确定的位置,为找出建筑结构中的不合理之处提供了依据.对比分析了元胞邻域选取不同时的疏散情况,发现Moore型邻域比Von. Neumann型邻域有更高的疏散效率.     

基于Agent和元胞自动机的人员疏散过程建模与仿真

人员疏散是一个与人们的实际生活紧密相关的、典型的公共安全问题,对人员疏散过程的研究有利于合理设计建筑布局,保障人民的生命财产安全。本文以某商场为仿真对象,基于Agent和元胞自动机对人员进行建模,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。     

基于突发事件影响力传播的双向人流疏散仿真

当突发事件发生时,行人行走行为会因为突发事件本身以及突发事件在人群中的传播而改变。对于突发事件影响下的行人行走特征的研究能够提高人流疏散的效率。针对现有研究中数据获取方式的不足,对真实行人场景视频进行图像处理,提取相关数据后分析了无突发事件时行人一般行走特性。针对突发事件下的行人流,利用k-邻近算法和合力的思想描述了突发事件的影响传播和突发事件下行人流的自组织现象,并由此提出一种新的元胞自动机模型,该模型中的行人元胞会受到正常行走、突发事件、安全标识这三个因素所抽象产生的三个作用力的影响。利用模型对突发情况下的双向人流疏散进行仿真,实验结果表明,当安全标识的距离为0、10、20个元胞时,在小范围行人通道中安全标识分布的距离对人群疏散作用不明显;通过对人群间是否存在影响力的研究发现,疏散的效果主要受到附近行人对突发事件传播的影响;突发事件的影响程度太大或影响范围过小都会引发拥堵,不利于人群的疏散。仿真结果与真实世界中的双向行人流疏散情况基本吻合。     

移动元胞自动机的个体化网络舆情聚类模型与仿真

为了研究舆情个体的个性对现实环境下网络舆情传播和演化的影响以及舆情个体“类聚”现象,采用元胞自动机理论的建模方法,将一定网格空间的个体抽象为带有情感倾向度的元胞,设定离散值的意见倾向度。此外,定义元胞的个体特性：坚定性权重[βij],个体影响权重[λij]。为了模拟舆情个体可以通过不同途径参与舆情事件,定义了一种新的移动规则,在边界周期条件下的元胞空间,实现了每个元胞与空间内的所有元胞的信息交流。实验结果表明：舆情演化到最后会呈现稳定状态,舆情个体的不同个性会影响稳态收敛的速度快慢;当个体特性取中间值时,系统最有可能出现意见群体意见归一现象。     

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。     

基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型

为研究火灾场景下温度、烟气和CO浓度等灾害因子对疏散的影响,建立基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型。将FDS的网格和元胞自动机的元胞一一对应,将由FDS运行得到的灾害数据通过Python等技术手段实时加载到元胞中,使灾害数据持续影响行人转移概率,从而实现灾害和疏散的动态耦合;以单层教学楼作为仿真场景进行模拟分析,对火源位置和热释放速率等因素进行讨论,得出这些因素对行人疏散进程的影响规律;将模型与传统软件和同类方案进行对比。研究表明,火灾导致的高温和烟气会影响行人对疏散路径和安全出口的选择;热释放速率越大,行人越早处于危险状态,同时处于危险状态的行人也越多;该模型相比传统疏散软件不仅能考虑火灾产生的致灾因子对行人疏散的动态影响,还能确定行人最早处于危险状态的位置和时间,并用可视化的方式表现出来。     

Efficient and validated simulation of crowds for an evacuation assistant

To improve safety at mass events, an evacuation assistant that supports security services in case of emergencies is developed. One central aspect is forecasting the emergency egress of large crowds in complex buildings. This requires realistic models of pedestrian dynamics that can be simulated faster than real‐time by using methods applied in high performance computing. We give an overview of the project and present the actual results. We also describe the modeling approaches used thereby focusing on the runtime optimization and parallelization concepts. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Cellular automaton model of crowd evacuation inspired by slime mould

In all the living organisms, the self-preservation behaviour is almost universal. Even the most simple of living organisms, like slime mould, is typically under intense selective pressure to evolve a response to ensure their evolution and safety in the best possible way. On the other hand, evacuation of a place can be easily characterized as one of the most stressful situations for the individuals taking part on it. Taking inspiration from the slime mould behaviour, we are introducing a computational bio-inspired model crowd evacuation model. Cellular Automata (CA) were selected as a fully parallel advanced computation tool able to mimic the Physarum’s behaviour. In particular, the proposed CA model takes into account while mimicking the Physarum foraging process, the food diffusion, the organism’s growth, the creation of tubes for each organism, the selection of optimum tube for each human in correspondence to the crowd evacuation under study and finally, the movement of all humans at each time step towards near exit. To test the model’s efficiency and robustness, several simulation scenarios were proposed both in virtual and real-life indoor environments (namely, the first floor of office building B of the Department of Electrical and Computer Engineering of Democritus University of Thrace). The proposed model is further evaluated in a purely quantitative way by comparing the simulation results with the corresponding ones from the bibliography taken by real data. The examined fundamental diagrams of velocity–density and flow–density are found in full agreement with many of the already published corresponding results proving the adequacy, the fitness and the resulting dynamics of the model. Finally, several real Physarum experiments were conducted in an archetype of the aforementioned real-life environment proving at last that the proposed model succeeded in reproducing sufficiently the Physarum’s recorded behaviour derived from observation of the aforementioned biological laboratory experiments.     

MANETs节点移动异质性对病毒传播影响

为了研究MANETs节点移动异质性对病毒传播的影响,对节点移动模型进行刻画,并基于元胞自动机理论建立MANETs病毒传播模型。在维持相同期望值而方差相异的情况下,研究节点移动速度,移动持续时间,停留时间和转动角度异质性对MANETs病毒传播的影响。结果表明：减少网络中节点移动异质性,可以有效抑制MANETs病毒传播。     

企业群体集聚的移动元胞自动机模拟

为了研究企业群体行为,从企业个体行为特征出发,结合元胞自动机模型,将企业本身需求特征属性、周围邻居变化影响因素和学习记忆属性等三个企业个体特征引入到元胞自动机模型,此外,在模型中赋予元胞移动属性,企业个体根据演化规则和邻域结构选择移动一步或者等待,仿真研究企业个体的三个个体特征对个体行为乃至群体行为的影响。研究结果表明,企业行为的三个个体特征对个体的行为和群体的行为都有一定的影响,其中个体的行为特征变化受周围邻居的特征变化影响。仿真实验也说明该模型与实际情况相符。