高校体育馆人员疏散仿真研究

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1、山西电子技术研究与探讨2010年第1期文章编号：1674-4578(2010)01-0082-03高校体育馆人员疏散仿真研究马俊宏(1．中北大学电子与计算机科学技术学院，山西太原030051；2．阳泉职业技术学院，山西阳泉o45ooo)摘要：分析了人员疏散理论的研究现状，在总结现有的各种仿真模型的基础上，提出了基于多智能体的微观离散疏散仿真模型。并且在该模型的基础上开发了相应的人员疏散计算机仿真系统，根据系统模拟人员疏散，对仿真疏散得到的结果进行了分析研究，为实际的疏散工作提供了有价值的参考建议。关键词：人员疏散；计算机仿真；多智能体中图分类号：TP391．9文献标识码：A力模型和行为

2、模型两种。水力模型中人群内部之间的相互0引言作用表现为对有限资源(楼梯、出口、通道等)的竞争，忽略在学校日常教学活动中，地震、火灾等灾难发生时，疏散了人与人之间复杂的非线性作用；而行为模型则能够有效解不及时造成的不仅是财产的损失，更重要的是学生的生命受决这个问题，随着计算机技术的发展，软件计算的瓶颈也得到威胁。人群疏散进行演习从人力、物力、财力和可操作性到了有效解决。因此，当今疏散仿真的建模重点逐渐转向以来讲是不容易的，要掌握疏散规律，进行实地演习不是最好个体为研究对象的行为模型的研究。目前“行为模型”的发的选择。展较迅速，如国外“Simule】【”、“Exdous”和Dirk．Hel

3、bing的随着$-I-~机仿真技术的发展，用仿真软件来实现模拟疏“社会力”模型，国内中国科学技术大学的“元胞自动机”模散过程中的各种因素，考虑人群行为规律，成了研究人员的型、“格子气”模型等J。常用方法。在进行计算机仿真研究人群疏散时，研究人员将2基于multi．agent的微观仿真模型重点放在各种不同因素对疏散时间的影响、在疏散过程中人员的行为规律和运用智能体技术⋯。2．I微观仿真模型对于微观仿真模型，总的来说，仿真模型对现实的拟真1人员疏散模型理论研究度与仿真模型的复杂性和计算能力的需求是成反比的。也对人群的运动和疏散动态的研究大约有近50年的历就是说，仿真模型越是想完整逼真地模拟

4、现实的状况，则它史，二战后，日本研究者KikujiTogawa于1955年提出疏散所就必须考虑更多的因素，从而使模型变得更加复杂。而相应需时间的公式。1971年J．Fruin在著作“PedestrianPlanning的，对计算机计算能力的要求也就越高。微观模型中，连续Design”中给出了由统计得出的人群平均行进速度与人群密型模型相对于离散型模型，对现实有更好的模拟能力，但这度的关系曲线，开始了对人群运动的研究，具有开创性意义。是以模型的更加复杂和计算能力的更高需求作为代价换来与此同肘，Henderson也进行了这方面的研究，运用了热力学的。当然，这也不是绝对的。不同的模型在建模时对

5、细节有中的Maxwell—Boltzmann分布给出了人前进速度的概率分不同的取舍。布公式，并用该公式研究了前进速度与各种不同的因素间的因此，有些离散型模型甚至比某些连续型的模型还要复相互关系，并提出了最早的宏观模型。在前面理论研究基础杂。但是，总的来说，连续型模型在复杂程度和对计算能力上，提出了“排队网络”仿真模型，因为它在理论组织和计算的要求上要高于离散型模型。在本文的疏散仿真模型中，对速度方面有较大的优势，在七八十年代成为了疏散仿真模型仿真技术(具体而言，就是采取离散型模型还是连续型模研究的重点。这种模型包括CRISP、EVACENT、EXIT89和比型)时，主要的考虑因素是计算

6、机计算能力的制约。较著名的模型有澳大利亚国家研究局(CSIRO)开发的在体育馆疏散的人群中，一般有成百上千人同时行动。WAYOUT模型，近期的则有EVACSIM模型。但“排队网络”而连续型模型中，由于状态的变化是连续的，就对运算能力将建筑物的平面布局抽象为一个连通图，丢失了大量的空间提出了很高的要求。如果用该模型进行体育馆疏散仿真的信息，把众多的人群作为一个整体来考虑，不能够考虑个体话，就要同时模拟成百上千个个体的行为，这已经超出我们的不同心理反映、个性特点、个体行为等因素。宏观模型中常用PC机的计算能力了。因此，在目前，该类模型的应用除了著名的排队模型外，还有转换矩阵模型、随机模型、

7、路径还仅限于研究，无法投入实用。与之类似，一些其它的连续选择行为模型等。目前人员疏散数学模型大致分为两类：水型模型也具有这样的缺点。收稿日期：2009—1l一15作者简介：马俊宏(1979-)，男，运城平陆人，工程硕士，讲师，研究方向人工智能。第1期马俊宏：高校体育馆人员疏散仿真研究83而另一方面，离散型的Agent仿真模型由于将个体运动人群在有疏导提示的情况下的客流仿真，设定patience=的连续状态离散化，大大减少了模拟时的运算量。而且，