基于智能体模型的疏散仿真软件研究

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1、硕士学位论文基于智能体模型的疏散仿真软件研究ResearchofEvacuationSimulationSoftwareBasedonAgentModel作者：杨少凡导师：季经纬教授中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TU998.1学校代码10290UDC620密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于智能体模型的疏散仿真软件研究ResearchofEvacuationSimulationSoftwareBasedonAgentModel作者杨少凡导师季经纬申请学位工学硕士培养单位安全工程学院学科专业安全科学与工程研究方向人员疏散答辩委员会主席陈开岩评阅人彭伟、郝富吕二

2、○一六年五月论文审阅认定书研究生杨少凡在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢在三年的研究生学习中，我要感谢我的导师季经纬教授，季老师以他渊博的学识、深刻的问题分析和解决能力、严谨的治学态度和一丝不苟的工作作风给我在学术研究留下深刻的映像，从老师那里我不仅学习到了专业知识，最重要的是学会了发现问题、分析问题和解决问题的方法。在平时的科研及和生活中，老师给我悉

3、心的指导、鼓励与关怀，帮助我克服各种困难。季老师使我们整个实验室团队能够始终精诚合作，也使我深深懂得了团队协作的重要性，这对于像我这样即将步入社会的年轻人来说是一笔极其宝贵的财富。在此，我由衷地对季老师表示深深的感谢，祝愿我敬爱的导师身体健康，万事如意，合家欢乐，幸福美满！感谢沈阳航空航天大学的程乃伟教授、吴穹教授、田宏教授和陈立杰教授，感谢他们在本科时对我在学习和生活上面的帮助，让我拥有丰富的专业知识和技能，同时顺利考上中国矿业大学的研究生。最美好的祝福送给最可爱的老师们，您辛苦了！衷心地感谢实验室的兄弟姐妹，师兄李庆杰、常章玉在学习和生活上给我的指导和帮助，同

4、窗禄利刚在学习上的相互探讨，师弟王志一和黄元凯处理部分难题，师弟谢信亮、王增辉、凡雨杰、陈航、王留杰、沈景刚、汤雪飞和师妹戴晓亚在生活和学习上的相互帮助，是他们让我度过了快乐的三年研究生时光，在这里祝福他们事业有成，天天开心！感谢我们父母，感谢他们多年对我的默默付出和支持，愿他们身体健康，笑口常开。最后，衷心地感谢审阅论文和来参加答辩会的老师和专家们，谢谢你们，祝你们开心快乐！在硕士论文完成之际，我的学校生活时光也即将结束。想到即将离开就舍不得母校的一点一滴，留恋母校的学术氛围和优美的学习环境，还有最可爱可敬的老师们和朋友们！感谢母校的教育，走出学校后我会更加努力

5、，做一个对社会有贡献的人，从而报答母校培育之恩。摘要随着对人员疏散行为研究的不断深入，将疏散场景网格化及疏散个体属性统一化的处理方式已经不能准确的描述真实场景中人员所处复杂环境的疏散决策。因此，可以设定去网格化的几何关系场景，同时研究每个疏散人员因所处环境及自身属性不同而做出的相应决策行为，以获得更接近真实的疏散结果。本文首先建立了个体疏散行为的智能体模型。在模型中人员的疏散行为受吸引力、排斥力和转向力控制，同时还引入了疏散时出口选择、碰撞检测、障碍物避让以及速度调节的智能化决策算法。在选择疏散出口时，根据人员自身位置到各个出口的距离及出口附近等待疏散的人数这两个

6、因素综合判断，做出最优化的选择。此时，选定的出口会对人员产生出口吸引力，且吸引力的大小与人员和出口的相对位置有关。在避障算法中引入探测范围，通过检测探测范围中需要优先避让的障碍物或人员，来确定行走的方向。探测范围根据人员的知觉-反应时间、响应时间和自身的行走速度计算确定。在碰撞检测算法中，人员对自身和周围场景的信息进行识别，主要包括邻近人员、障碍物和墙体等，通过算法确保各个部分不发生重合。模型中人员的行走速度取决于周边人群的密度，其数值大小由相关实验获得的经验公式计算得出。论文基于上述基本思想，采用C++高级语言编制了智能体疏散模拟仿真软件。使用该软件对疏散中的跟

7、随、避让、相向运动等基本行为进行了仿真模拟，结果与实际观测到的现象相符合。论文还使用该软件计算了人员快速通过出口时的流量，并与实验结果进行了对比。最后通过对某会展中心的人员疏散场景进行模拟验证了软件在大型疏散场景模拟仿真中的可行性。该论文有图87幅，表8个，参考文献65篇。关键词：疏散；智能体；决策；仿真；算法IAbstractWiththefurtherresearchofevacuationbehavior,themethodofhandlingthegridoftheevacuationsceneandunificationoftheindividualat

8、tribu