基于"元胞自动机"的人员疏散仿真模型初探

从计算机仿真的角度，列举了人员疏散的数学模型，以“元胞自动机”为基础建立描述人员疏散的数学模型，并按照模型编制程序进行简单的人员疏散过程演示。     

基于元胞自动机模型的电影院小团体疏散策略研究

为了提高电影院人员的疏散效率,基于元胞自动机模型,以电影院中小团体为研究对象,研究疏散过程中小团体行为对疏散结果的影响,并提出相关的疏散策略。疏散模拟实验结果表明,小团体内部人数的增多会降低总体疏散效率;规模不同的小团体在比例不同的情况下,将规模大的小团体优先安排在离出口近的座位上有利于提高整体疏散率。     

基于元胞自动机的消防安全疏散模拟软件的开发

为模拟建筑物内火灾情况下人员的安全疏散,提出并用软件实现了一种基于元胞自动机的人员疏散模型。介绍了软件功能模块设计、数据库设计、相关参数设定及计算公式。并按照模型编制程序进行简单的人员疏散过程模拟演示。该软件模拟结果与实际情况相符,具有直观性、灵活性和可扩展性,为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

城市地下商业建筑中人员疏散模型的研究

在元胞自动机基本模型基础上,引入了社会力模型中的思想,开发了一种扩展元胞自动机新模型。新模型中引入了"危险度"和"视野"的概念,综合考虑了火源对人的行为的影响、人与人之间的摩擦力、墙和障碍物对人的排斥力,并且根据实际测量结果,对门和楼梯等主要疏散通道处,按人员密度的不同来确定疏散速度。新模型可以直观地看到人员的整个疏散过程,得到每个时刻的人员分布状况,从而找出逃生过程中不利于人员疏散的"瓶颈"位置。与基本元胞自动机模型比较,单房间内的仿真结果表明本模型具有较强的实用性。用新模型对某地下商业街内人员的疏散过程进行了模拟,分析了疏散过程的瓶颈和阻塞原因,并提出了相应的改进措施。     

改进的元胞自动机交通仿真模型研究

交通问题是非线性的,很难用解析的方法求解,因此,交通仿真就成为研究和解决交通问题的重要工具。但传统的元胞自动机(CA)模型由于模型本身的原因,只能适用于较大尺度的交通仿真研究。文章对传统的CA模型进行改进,提出了时间和空间划分粒度可控的CA模型。新的模型保留了CA并行性的特点,因而模拟效率高。此外,新模型的时空结构使得任何微观仿真新模型的研究成果方便的加入元胞自动机模型的规则中,从而能更加接近实际。最后,采用仿真实例对新模型的仿真结果进行分析,证明了模型的有效性。     

基于能见度图的元胞疏散最短路径模型研究

近年来发生的火灾多在人员密集场所,当突发事件发生时,人员疏散往往特别困难,因此,规划行人在大型公众聚集建筑物中的疏散路径非常重要。基于能见度图建构的元胞疏散最短路径模型可直接用于实际的紧急疏散指示路径的规划,避免设置大量逃生指示装置致使工程成本过高及视觉不美观,并且也解决了有限制逃生指示装置数量当作限制条件的最大涵盖面积的求解复杂、空间大的问题。     

视野受限时人员疏散仿真与影响因素研究

利用元胞自动机理论,建立并阐述了视野受限的疏散模型,给出了竞争斥力在模型中的表达。仿真结果表明:疏散模型能够很好地再现人员疏散;在不拥堵的情况下,考虑行人间的竞争斥力前后,疏散时间分别随视野距离和出口宽度的增加而减少;出口利用率则随视野距离的增加而增大,随出口宽度的增加而逐渐减小。对比发现,行人间的竞争斥力会延缓疏散过程,通过分流疏散可减弱其不利影响。     

基于元胞自动机模型的长沙市城市增长模拟研究

元胞自动机具有模拟二维空间演化过程的能力,并且在时间上也是离散的,因此具有很强的时空动态性,它的这种特性使其模拟城市增长具有明显的优势。SLEUTH模型是元胞自动机模型的一种具体实现形式,本文介绍了该模型的具体参数、转换规则以及校正过程,基于GIS方法和遥感数据源,利用该模型重建了长沙市1996～2005年城市增长过程,并结合情景模拟方法预测了2010年长沙市城市空间形态。结果表明,运用SLEUTH模型模拟城市增长是可行的,并且其模拟精度是可以接受的。     

教室火灾及人员疏散的模拟与计算

利用FDS模拟教室火灾,分析有无水喷淋和不同通风口开启个数对火场CO生成量、氧含量等参数的影响.利用人员疏散的经验公式计算了该教室的所需安全疏散时间,依据FDS的计算结果分析tRSET和tASET是否满足安全疏散要求,最后与人员疏散二维元胞自动机随机模型的计算结果进行了对比和分析,并为教室安全疏散管理提出建议.     

人员疏散动力学模型

建立人员疏散动力学模型,认为人群的移动速度取决于位于人群前面和后面的人的移动速度,以及行人本身想要移动的积极性。于2011年春节期间在杭州火车站进行了一个关于拥挤人群疏散的研究,研究表明拥挤人群的最大人员密度和每个人最快的移动速度分别是2.75人/m2和1.54 m/s。在此基础上合理化人员疏散动力学模型,并进行敏感性分析。     

基于功能单元的人员疏散区域网格模型的建立

介绍了疏散模型的分类,并考虑建筑模型、人的运动和基本参数建立了区域网格疏散模型.考虑人的行为的趋向性和人员密度对疏散速度的影响,给出人员移动速度的计算公式.以MATLAB为工具开发了ZGESS计算程序.程序的图像显示区域可根据选择显示各楼层不同时刻下人员分布情况;模型参数、模型计算、模型显示三个按钮分别用来打开模型参数设置窗口、启动疏散处理运算、打开图像显示窗口;静态文本区域显示完成整个过程所用的总时间.     

基于Unity 3D的一种高校人员疏散模型

本文运用Unity 3D软件,构建了一种新的高校人员疏散模型,并且将模拟结果与疏散软件Simulex的模拟结果进行对比分析。结果表明,本系统能够比较真实的反映人员疏散过程,疏散时间的计算结果也与Simulex软件的计算结果较为吻合。上述模拟试验证明了将Unity 3D应用到人员疏散程序中是可行的。同时也人员疏散研究提供了更方便、更简单的新方法 。     

基于元胞自动机的水泥水化过程孔隙率模拟

计算机模拟水泥水化反应,有助于剖析水泥石的微观结构,说明水泥水化过程内在机理。建立元胞自动机模型,模拟水灰比分别为0.3、0.4、0.5时水泥孔隙率的变化过程。基于P·O 42.5级水泥水化热试验,拟合出水化度曲线α(t)用于水泥浆的模拟,得出模拟结果:孔隙率随水化时间增加而减小、相同时间下水灰比越大则孔隙率越大,并用P·O 42.5级水泥石试块72、168 h的抗压强度试验值来验证模拟结果。     

基于元胞自动机的政务微博中危机信息扩散模型研究

本文采用元胞自动机理论进行政务微博危机信息扩散的研究,设计了政务微博元胞自动机模型。通过定义用户倾向度、用户受领域影响程度以及用户转发意愿,设计了符合政务微博的元胞演化规则。并进一步利用MATLAB进行仿真,通过对比真实数据,证实了模型的有效性,讨论不同消息质量对危机扩散的影响。     

一种基于模糊理论的人员疏散模型

采用一种模糊建模方法得出一个针对行人疏散的数学模型,利用一些简单的物理学和心理学中的语言值规则来定性描述每个人的行为,并通过模糊建模方法转化为定量的数学模型.该模型的疏散仿真结果与观察到的人员疏散现象是一致的.结果表明,不同的模糊参数设置对人员的疏散时间和动力学特征有着显著的影响.     

基于BIM和元胞自动机的建筑火灾救援路径动态规划研究

建筑物发生火灾时,建筑物复杂的内部环境以及火灾的实时蔓延会给参与室内救援工作的消防员带来隐患甚至生命危险。为提高消防员建筑火灾室内救援效率,文章提出了基于BIM技术和元胞自动机的消防员救援路径动态规划系统。该系统中,创新性将BIM建筑模型与元胞自动机有机结合,建立了一种新型元胞自动机路径规划智慧模型,该模型利用场景分层和碰撞检测的方法自动识别建筑物的各种构件和内部环境,具有很高的智能性和普适性;在火场中添加动态障碍物模型和随机灾变火模型,并利用实时检测方法研究真实火场的动态性对消防员救援路径的实时影响,使消防员科学、高效地避开静态、动态障碍物并安全完成救援。使用该系统对一座单层大空间体育馆进行实例模拟,验证了该系统的适用性,为制定建筑火灾消防救援策略、实现高效精准救援以及智慧消防提供技术支持。     

门诊大厅人员疏散与窗口布局优化模拟研究

摘 要：为保障医院门诊大厅人员疏散安全,开展门诊大厅人员疏散模拟与服务窗口布局优化研究。通过实地观测,统计门诊大厅的几种典型服务窗口布局以及人员数量和构成;基于调研数据,设置不同人员速度以及竞争关系,建立基于精细网络元胞自动机的医院门诊大厅疏散模型,模拟不同服务窗口布局下的人员疏散过程,并进一步提出服务窗口优化设计。研究结果表明：两侧服务窗口布局最优,疏散时间最短;服务窗口布局对运动能力越弱的人员影响越大;设置特殊窗口可以保障行动不便人群优先疏散,两侧靠近出口设置特殊窗口的疏散效率最高。研究可为门诊大厅服务窗口布局设计和人员安全疏散管理提供支撑。     

疏散试验前后阶梯教室人员疏散心理及行为对比分析

阶梯教室面积大且瞬时人流集中,其中特有的固定座椅和三维阶梯对于紧急情况下人员疏散具有十分重要的影响.紧急情况下人员在阶梯教室内进行疏散既受物理空间限制影响,又有人员疏散心理及行为的反应.在内蒙古某高校教学楼阶梯教室进行模拟疏散演习试验,用3种不同的平面布局进行疏散演习,重复12次.为提高调查问卷数据的可信度,对同一人群...     

元胞自动机与多智能体系统在生成式建筑设计中的应用回顾

元胞自动机与多智能体系统,作为当下生成式建筑设计中常用方法中的重要分支,因其能生成一些人类设计师难以想象的建筑形式和空间形态而被广大设计师所喜爱.通过梳理元胞自动机与多智能体系统的最初概念,厘清了元胞自动机与多智能体系统的关系,回顾了元胞自动机与多智能体系统在生成式建筑设计领域中应用的历史与现状,发现在早期的生成式建筑...     

疏散模拟软件STEPS与Pathfinder对比研究

为了了解两款疏散模拟软件STEPS与Pathfinder的功能差异及适用范围,采用理论研究与实际模拟相结合的方法进行对比分析。研究发现:STEPS软件采用元胞自动机(CA)模型,疏散规则简单,人员智能化程度低,疏散时人员行为特征与现实情况不完全相符,但路径决策系统很好地解决了上述问题,可以真实地模拟常态下人员疏散;Pathfinder软件采用Agent-based模型,人员智能化程度高,个体可以回应环境刺激,人员可以轻松规避障碍物,人群中的个体行为特征丰富且与现实情况十分相符,但在出口选择上存在缺陷,人员只能选择前方的出口而忽略后方的出口,不能模拟常态下的人员疏散。分析得出,Pathfinder模拟结果与真实情况相符程度更高,STEPS更适合模拟常态下人员疏散。