基于元胞自动机的人员疏散模型探讨
2020-09-27萨木哈尔波拉提邹馨捷庞奇志
安全与环境工程 2020年5期
关键词:模型
萨木哈尔·波拉提,邹馨捷,郝 明,庞奇志
(中国地质大学(武汉) 工程学院,湖北 武汉 430074)
我国人民的集体活动因社会与经济的发展而变得更加频繁而丰富。目前大型的公共活动,包括体育赛事、游园会、展览会、文艺演出等活动越来越频繁,文娱活动往往人员易于集中,特别是在体育馆、电影院等封闭场所,当发生紧急情况时,若不采取有效的安全预防措施,人员在疏散过程中很容易出现拥挤、踩踏等状况,甚至发生人员伤亡事故[1]。因此,公共活动区域的人员安全疏散显得尤为重要。
目前研究人员安全疏散的方法很多,其中主要方法是建立人员疏散模型。建立人员疏散模型一方面可在某种程度上避免因模拟演习而造成人力、财力、物力的耗费,另一方面可为实际的公共区域人员安全疏散提供参考数据。常见的人员疏散模型有连续型模型和离散型模型,前者主要包括流体动力学模型[1]和社会力模型[2],后者主要包括元胞自动机模型[3-7]等。Henderson[1]借鉴流体或气体的流动,将流体动力学模型应用于行人运动过程研究,但是由于人的移动无法同液体或气体一样遵守某些物理规律,故此模型过于理想化,不利于该理论的发展;Helbing等[2]提出了约束行人运动的“社会力”观点,使用社会力模型分析了影响行人运动的因素,并基于此对行人疏散进行了模拟,比较真实地反映了行人运动状况,但存在计算复杂、模拟速度较慢等缺点;宋卫国等[3]在经典元胞自动机理论的基础上,通过量化确定摩擦力和排斥力运算规则的方式构建了新的人员疏散元胞自动机模型,该模型在运算速度方面较社会力模型有大幅度提高;……
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