01大型公共场所人员疏散模型研究--考虑个体特性和从众行为
人员紧急疏散系统动力学模型及其分析
./. 0/1 45/ ,.129 ;7-
单位： 人 单位： 人 单位： 人 单位： % 6 米・秒 单位： 米6秒 单位： ) 单位： ) 单位： 米!
非正常观众数量 230 （’ ）
人群流向正确率 -71 （* ）
观众总人数指的是需要从某一出口疏散的人数 （这里只考 虑一个出口， 且出口宽度固定） ； 正常观众指的是身心健康者； 非正常观众数量指的是身心有缺陷者； 人群流量是指一定宽度 的门在每秒钟能疏散的人数； 人群流向正确指的是向着出口疏 散， 其它方向皆为不正确流向； 人群疏散率是疏散人员与总人 数之比。 在确定了系统的组成元素后， 可以根据实际情况给出系统 的因果关系图。如图 ’ 所示：
根模型方程中所提供的参数和初值由实际的仿结果输出得到图结论用定性的方法处理动力学系统中的交互作用是一种有效的办法因为系统变量之间的交互作用很难量化或者是有的即使可以量化但是要很大的工作量才能得到准确的数据并且在一些情况下如研究系统的发展趋势时并不要求有很精确的量化数据
人员紧急疏散系统动力学模型及其分析
张 毅 邵晨曦 （中国科学技术大学计算机系， 合肥 !9""!: ）
摘 要 在大型的体育赛事中， 观众是一个非常复杂的能量系统， 群体内人与人之间存在着相互影响、 相互 渗 透 平衡与失衡以及群体行为的趋向和拒斥等现象的研究， 对系统问题进行分析， 明确系统的 界限， 确定系统的各种变量， 建立系统的因果关系图和流图， 构建出系统模型。利用定性描述的方法， 分析系统整体与局 并根据数据进行仿真试验和计算， 最终得到一个与实际较为相符的预测结果。 部的反馈关系， 写出 06 方程， 关键词 紧急疏散 系统动力学 因果关系 定性仿真 文献标识码 > 中图分类号 ?@9<%$<
人群疏散的微观仿真模型研究共3篇
人群疏散的微观仿真模型研究共3篇人群疏散的微观仿真模型研究1人群疏散的微观仿真模型研究随着人口的不断增加，城市化进程不断推进，大型公共场所的人流量也越来越大，如何保障人们的安全成为了一个重要的问题。
在重大场合人群疏散是一个比较复杂的问题，涉及到人员流动、行为模式和心理因素等多方面因素。
这些因素交织在一起，构成了疏散的关键问题。
在过去的二十几年里，计算机仿真技术得到了迅猛发展，为设计、规划和优化人流疏散提供了强有力的方法。
仿真可以提供一种实验性的方法，使得人们可以在合理且有保障的条件下测试不同的疏散方案。
人群疏散的仿真模型可分为宏观模型和微观模型两类。
宏观模型主要是在人群视角下模拟整体的移动，在规模较大且密度不高时使用较多。
微观模型则是重点考虑个体行为与环境的相互作用，能够更好的模拟疏散过程中人员的个体行为和心理状态。
本文主要介绍一种微观仿真模型，该模型以朝远平的Vroom-Yetton-Jago在心理学领域提出的路径-目标理论及原理为基础，基于其实现了智能体的行为规则。
该模型考虑了人员行为、地形、建筑物结构、障碍物、安全出口等实际问题，具有较高的拟真性和适应性。
模型包含了两个步骤：建筑物三维模型构建和疏散仿真实验。
建筑物三维模型构建建筑物三维模型构建是疏散仿真的第一步。
采集建筑物数据包括建筑物结构、房间布局、通道、楼梯等，以三维建模软件为基础，构建真实的建筑环境。
在建造过程中，要考虑建筑物外观、结构和材料，尽量与真实建筑物保持一致。
通过构建建筑物的三维模型，提供了仿真实验的基础数据。
疏散仿真实验疏散仿真实验是模型的核心。
通过该实验，可以比较客观地评估不同的疏散方案，包括疏散时间、安全出口使用率、人员流量、疏散效率等指标。
疏散仿真实验步骤如下：（1）模拟人员的行为建立智能体的行为规则，实现与环境的交互和规划。
在模拟人员的行为时，考虑人员的性别、年龄和体型等个体差异。
人员的行为包括随机行走、逃生寻路、安全出口选择、群体行为等。
人员疏散分析模型
_____________________________________________________________________ [5]
——或者疏散到安全地点，或者被火灾所伤害。模型基于行为规则和个体属性， 每一个人的前进和行为由一系列启发性规则决定。行为子模型决定了人员对当 前环境的响应，并将其决定传递给移动子模型。行为子模型在两个层次起作用， 即全局行为和局部行为，全局行为假设人员采用最近的可用疏散出口或者最熟 悉的出口来逃生；局部行为可以模拟以下现象：决定人员对疏散警报的初始响 应、冲突的解决、超越以及选择可能的绕行路径等。这些都取决于人员的个体 属性。毒性子模型决定环境对人员的生理影响，考虑了毒性和物理危险，包括 升高的温度、热辐射、C0、C02 以及 02 含量等因素影响，并且估计了人员失 去行动能力的时间。它采用“毒性比例效果剂量”模型（FED），假设火灾危险 的影响由接受到的剂量而不是暴露的浓度决定，并且累计暴露期间的比例。 EXODUS 建模可以采用实验数据或者从其他模型得到数值数据,允许 CFAST 计算 数据导入到 EXODUS 中。EXODUS 模拟完毕后，可以使用数据分析工具来处理数 据输出文件。另外，提供了基于虚拟现实的后处理图形环境，提供疏散的三维 动画演示。
3.EXIT89 软件 EXIT89 由美国消防协会的 Rita F.Fahy 开发的一个用于大量人员从高层 建筑疏散而设计的疏散模型。该软件可用于模拟高密度人员的建筑的疏散。例 如高层建筑，它可以跟踪个体在建筑物内的行动轨迹。从消防安全的角度来评 估大型建筑设计时，该模型可以处理一些疏散场景中相关的因素，包括： （1）考虑各种不同行动能力的人员。包括限制行动能力的人员和儿童。 （2）延迟时间，既包括可以用来代替移动前的准备活动的时间（由用户 根据每个位置指定），也包括随机的额外时间，可以当作人员疏散开始时间。 （3）提供选择路径功能—使用模型计算出来的最短路径，可以用来模拟 经过良好训练的或者有工作人员协助的疏散过程；或者使用用户指定的路径，
大型场馆疏散模型研究
大型场馆疏散模型研究大型场馆疏散模型研究疏散模型是指利用数学方程和计算机模拟技术来研究人群在紧急情况下的撤离行为和疏散效率的科学方法。
大型场馆疏散模型研究是指在大型场馆中，通过建立适当的数学模型和运用计算机模拟技术，对紧急情况下的人群疏散行为进行研究。
大型场馆如体育场、会展中心等，通常会举办各种大型活动，人员流动性大，人数众多，安全问题常常引起人们的担忧。
对于这些场馆来说，确保人员的安全、高效的疏散已经成为一个重要的问题。
传统的疏散方法往往基于经验和直觉，缺乏科学性和标准化。
而运用疏散模型可以对人群的疏散行为进行科学研究，提供定量的指导和参考，对场馆的安全管理起到重要作用。
大型场馆疏散模型的建立基于以下几个方面的考虑：人群特性、空间结构、外部条件以及疏散策略。
人群特性包括人员数量、年龄、性别、身体条件等因素，这些因素直接影响到人员的行动能力和疏散行为。
空间结构包括场馆的布局、大小、出入口、通道等要素，这些因素会影响人员流动的路径和速度。
外部条件如火灾、地震等紧急情况会对人员的疏散产生重要影响。
疏散策略是指在紧急情况下，如何通过引导、控制和指挥人群的行动，以达到最佳的疏散效果。
在建立大型场馆疏散模型时，常用的方法包括微观模型和宏观模型。
微观模型注重个体行为，考虑人员的个体特性和行动决策，建立人员粒子的运动模型，并通过计算机模拟来模拟整个过程。
微观模型相对准确，但是计算量大。
宏观模型注重整体行为，将人员分为不同的区域，建立区域内人员密度的动态方程，通过求解方程来预测人员疏散的结果。
宏观模型计算量较小，但是对个体行为的刻画不够准确。
大型场馆疏散模型研究可以应用于多个方面。
可以用于评估场馆的疏散方案，通过模拟疏散过程，评估不同方案对人员疏散时间和安全的影响，并优化疏散策略。
可以用于指导场馆的设计和改造，通过模拟疏散过程，优化场馆的布局和通道设置，提高场馆的疏散效率。
可以用于培训和演练，通过模拟疏散过程，培训场馆工作人员的应急反应和疏散指挥能力，并进行定期演练。
人员疏散行为的实验研究
人员疏散行为的实验研究一、本文概述Overview of this article《人员疏散行为的实验研究》一文旨在深入探究人员在紧急情况下的疏散行为特征、影响因素及其优化策略。
通过系统的实验研究，本文期望为建筑设计、安全管理和应急救援等领域提供理论支持和实践指导。
文章首先将对疏散行为的相关理论和研究现状进行梳理，为后续实验设计提供理论基础。
接着，本文将详细介绍实验的设计与实施过程，包括实验场景的选择、参与者的招募、实验流程的制定等。
在实验结果分析部分，本文将深入探讨影响人员疏散行为的因素，如建筑结构、疏散指示标识、个体特征等，并通过数据分析和案例研究揭示各因素之间的相互作用机制。
本文将提出针对性的优化策略和建议，旨在提高人员疏散效率，减少紧急情况下的伤亡和损失。
通过本文的研究，我们期望为相关领域的研究者和实践者提供有益的参考和启示。
The article "Experimental Study on Personnel Evacuation Behavior" aims to explore in depth the characteristics, influencing factors, and optimization strategies of personnelevacuation behavior in emergency situations. Through systematic experimental research, this article aims to provide theoretical support and practical guidance for the fields of architectural design, safety management, and emergency rescue. The article will first sort out the relevant theories and research status of evacuation behavior, providing a theoretical basis for subsequent experimental design. Next, this article will provide a detailed introduction to the design and implementation process of the experiment, including the selection of experimental scenarios, recruitment of participants, and formulation of experimental procedures. In the analysis of experimental results, this article will delve into the factors that affect personnel evacuation behavior, such as building structure, evacuation signs, individual characteristics, etc., and reveal the interaction mechanisms between these factors through data analysis and case studies. This article will propose targeted optimization strategies and suggestions aimed at improving personnel evacuation efficiency and reducing casualties and losses in emergency situations.Through this study, we hope to provide useful references and insights for researchers and practitioners in related fields.二、文献综述Literature review随着城市化的快速发展，高层建筑、大型商场、地下空间等复杂建筑结构的出现，使得人员在火灾、地震等紧急情况下的疏散问题日益突出。
aa大型公共场所人员疏散过程及引导作用研究
1期
李" 强等： 大型公共场所人员疏散过程及引导作用研究
・ A0・
迅速而有序地撤离现场， 提高疏散效率， 减轻灾害损失。 研究如何有组织地对处于紧急状况中的人员进行疏散和引导， 必须要全面把握这一特定环境下的人员 行为和心理。在已建立的基于元胞自动机的大型公共场所人员疏散模型对个体特性和从众行为给予充分考
［ /］ ［ 0］ 统 。由于 -. 是直接按照一定的规则来模拟非线性物理现象， 因而它省去了构建微分方程的繁琐 ， 具有 ［ 1 2 3］ 很强的表达复杂关系的能力， 成为一种有效的动态模拟手段 。
我们已建立了基于 -. 的大型公共场所人员疏散精细网格型， 并重点分析了人员疏散过程中从众行
［ !］ 为的成立条件及其对疏散时间的影响 。本文将在改进已有模型的基础上， 进一步模拟更接近现实的混合
收稿日期： $%%& < %! < $% ； ( 修订日期： $%%& < %’ < %" ( ( 基金项目： 科技部科研院所社会公益研究专项基金资助项目 （ $%%#23=$)%#> ） ( ( 作者简介： 李强 （ !>&? < ） ， 女， 内蒙古呼和浩特人， 副教授， 主要从事城市交通与区域规划和资源管理研究9
大型公共场所是推动城市文化和经济发展的主体， 同时也由于它是群死群伤恶性事故极易发生的地点， 从而成为城市防灾减灾工作的关注重点。研究灾害发生时聚集在公共场所的大量人员的疏散问题， 是制订 公共场所应急预案时必须考虑的重要内容。我们以网格模型的基本思路为基础， 在考虑个体特性和从众行 为的情况下， 应用元胞自动机模型模拟了大型公共场所的人员疏散行为， 并重点分析了人员疏散过程中从众
大型客运站突发事件客流疏散仿真方法的研究
大型客运站突发事件客流疏散仿真方法的研究一、本文概述随着社会的快速发展和城市化进程的加速，大型客运站作为城市交通的重要节点，其客流量日益增大，安全问题也愈发凸显。
在突发事件发生时，如何有效地进行客流疏散，保障乘客的生命安全，成为了一个亟待解决的问题。
因此，本文旨在研究大型客运站突发事件客流疏散的仿真方法，以期为提高客运站的应急疏散能力提供理论支持和实践指导。
本文将首先回顾国内外关于大型客运站突发事件客流疏散的研究现状，分析现有研究的不足与局限性。
在此基础上，本文将深入探讨大型客运站突发事件客流疏散的仿真模型构建方法，包括疏散场景的设定、疏散过程的模拟、疏散效果的评估等方面。
本文还将研究如何运用先进的计算机仿真技术，构建高效、准确的仿真平台，以模拟不同突发事件场景下的客流疏散过程。
通过本文的研究，我们期望能够提出一套适用于大型客运站突发事件客流疏散的仿真方法，为客运站的应急管理和安全疏散提供科学依据。
本文的研究成果也将为其他类似公共场所的应急疏散研究提供参考和借鉴。
二、大型客运站客流特性分析大型客运站作为城市交通的重要节点，其客流特性直接影响着突发事件下客流的疏散效率和安全性。
因此，对大型客运站的客流特性进行深入分析是研究突发事件客流疏散仿真方法的基础。
大型客运站通常承担着城市内外大量旅客的集散任务，日均客流量往往数以万计。
这使得站内的客流密度高，流动性强，一旦发生突发事件，疏散难度大大增加。
大型客运站的旅客构成复杂，包括不同年龄段、性别、职业和出行目的的人群。
这些旅客在面临突发事件时，可能会表现出不同的反应和行为模式，如恐慌、从众、盲目等，这对客流的疏散和安全管理提出了更高的要求。
大型客运站的客流量和客流分布往往随着时间和空间的变化而发生变化。
例如，高峰时段和节假日的客流量通常较大，站内的客流分布也可能因列车或公交班次的调整而发生变化。
这种动态变化增加了突发事件下客流疏散的复杂性和不确定性。
大型客运站通常配备了多种设施设备，如安检设备、候车区、检票口、站台、通道等。
大型场馆疏散模型研究
大型场馆疏散模型研究随着科技的进步和经济的发展，大型场馆在现代社会中越来越普遍。
大型场馆包括体育馆、剧院、会展中心等，这些场馆通常能容纳成千上万的观众。
一旦发生紧急情况，如火灾、地震等，大型场馆内的人员的疏散就成为一项极其重要的任务。
研究大型场馆疏散模型具有重要的意义。
大型场馆疏散模型研究是通过数学建模和计算机仿真等方法，来模拟大型场馆内的人员疏散过程，目的是为了提供有关人员疏散安全和效率的参考。
大型场馆疏散模型主要涉及以下几个方面的研究内容。
大型场馆疏散模型需要考虑的因素包括场馆内的布局、人员密度、出口位置和大小等。
场馆内的布局直接关系到人员疏散的路径和效率。
人员密度和出口位置和大小则直接关系到人员疏散的速度和安全性。
通过对这些因素进行建模和计算，可以预测不同紧急情况下的人员疏散时间和路径。
大型场馆疏散模型需要考虑不同类型人员的行为特点。
大型场馆通常包含各种各样的人员，包括老年人、儿童、残疾人等。
这些人员的行为特点和需求有所不同，因此在研究疏散模型时需要考虑到这些因素，以便提供特定人群的疏散方案。
大型场馆疏散模型需要建立合理的评价指标。
疏散的成功与否需要有一个客观的评价指标。
评价指标可以包括人员疏散时间、人员密度、疏散路径的安全性等。
通过建立合理的评价指标，可以对不同的疏散方案进行比较，从而选择最佳方案。
大型场馆疏散模型还需要进行模拟和实验验证。
通过计算机仿真和实际场地测试，可以验证模型的准确性和可行性。
并且，在实际疏散过程中也可以收集数据，来反馈于模型，以不断改进和优化疏散方案。
大型场馆疏散模型的研究对于提高人员疏散的效率和安全性具有重要意义。
通过建立合理的模型和评价指标，可以为大型场馆的疏散安排提供科学依据。
通过模拟和实验验证，可以不断改进和优化疏散方案，提高人员疏散的效果。
大型场馆疏散模型的研究将有助于保护人员的生命安全，并提高应对紧急情况的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
量，表示为Ｎ＝（Ａ。，Ａ：，…，Ａ。），ｎ是邻居元 胞个数，厂表示将．ｓ。映射到Ｓ…上的一个状态转
换函数。
用ＣＡ来模拟一个物理过程的优势在于：它 是直接按照一定的规则来模拟非线性物理现象，
从而省去了构建微分方程的繁琐¨３ｌ。因此，它具
（图中的实心方框表示将在后续研究中逐步完善的内容）
有很强的表达复杂关系的能力，而且作为一种有 效的模拟手段，已有很多以ＣＡ为基础发展的动
人员和疏散时的环境条件构成了模型的基本框架。图型的各组成部分性质的要素有：
疏散场所：包括场所的大小、空间格局；障碍物的位置、大小、可攀越性；疏散出口的位置、大小等。 疏散人员：包括需要疏散的人数、个体所在位置、个体特性（青壮年和老幼病残）。 疏散时的环境条件：包括照明状况、信息交换情况、和诱导灯的数目及位置等。 １．３人员疏散模型的基本假设 本文首先对模拟环境基本要素进行『如下的设定： （】）网格划分：对建筑物平面空间进行均匀的网格划分，每个网格对应一一个元胞。根据密集人流中典 型的人员空间分配标准拉１｜，每个元胞应当对应０．５ｍ×０．５ｍ的空间； （２）网格属性：如图２所示，每个网格可能被墙壁、障碍物、或被疏散人员占据，也可能是疏散出口，或 者为空。设定好的场景可以用数据文件的形式保存下来，以便在下一次模拟时直接调用； （３）人员特性：只考虑疏散人员的身体强壮程度，分为强（青壮年）和弱（老幼病残）两类。疏散人员的 位置和特性都可以随机产生，也可以根据实际情况预先设定； （４）时间步长：基于所有人员的位置都是同步变更的模拟规则，规定每个时间步长里每个人员只能移 动一个网格。那么，根据正常情况下人的行走速度是ｌｍ／ｓ Ｌ２２ Ｊ的标准，以及每个元胞对应的空间是０．５ｍ ｘ
诸如影剧院、体育场馆、车站、码头、商务中心、超市、商场这样的大型公共场所，具有人群高度聚集、流动 性大的特点，而且由于其在建筑形式上的固有特点，一旦发生灾害，将造成极为严重的生命财产损失。因此， 研究当灾害发生时如何将公共场所中的大量人员安全、快速地疏散，不仅是建筑物设计时需要认真对待的重 大问题，也是制订公共场所紧急情况应对预案时需要考虑的重要内容。
０．５ｍ的前提条件，每个时问步长耗时就应当是纛ｎ《 ＝０．５ｓ； ■．Ｕ
（５）可能移动方向：模型采用Ｍｏｏｒｅ型邻域，疏散人员有８个可能的移动方向（图３）。
，Ｉ
ｌ
ＪＬ
３
弋．
卢
＼一 一／
Ｑｏ
ｋ／．
／’ ｒ＼
／ １ｒ
７
Ｉ＇
、
５
图２ 网格属性及疏散人员特性示意图 Ｆｉｇ．２ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ｏｆ酾ｄ ａｎｄ ｅｖａｃｕｅｅ’Ｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ
关键词：疏散模型；元胞自动机；个体特性；从众行为；公共场所
中图分类号：ＴＰ３９１．９；Ｘ４
文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｃｃｕｐａｎｔ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｌａｒｇｅ ｐｕｂｌｉｃ ｐｌａｃｅ：ｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｎｄ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ
·１３４·
自然灾害学报
１４卷
预测。其基本思路是：通过计算机直接模拟人员在建筑物内的移动过程，并记录不同人员在不同时刻的几何 位置，从而计算建筑物内的人员疏散时间并动态地显示人员疏散移动的全过程。到目前为止，国外学者已开 发了２０多种疏散模型及相应的计算软件，其中比较著名的有：英国格林威治大学的ＢｕｉｌｄｉｎｇＥｘｏｄｕｓ¨。ｊ、英 国爱丁堡大学的ＳｉｍｕｌｅｘＬ４ Ｊ、美国ＮＩＳＴ的ＥｘＩＴｒ∞１等等。根据划分建筑环境的不同方法，可以把上述模型分 为网络模型（ｎｏｔｅ—ａｒｃ）和网格模型（ｇｒｉｄ—ｂａｓｅ）两大类，目前大多数模型属于网络模型。网络模型是根据 实际建筑的物理格局来分割模拟空问，并且，人员在疏散过程中被认为是从一个节点通过弧移动到另一个节 点；网络模型多以群体为研究对象，不考虑单个人员对灾害的心理反应、个体之问的相互关系、以及环境对疏 散行为的影响。网格模型则不考虑建筑实体的具体物理分隔，它是把整个建筑平面人为地分割成形状和面 积相同的网格，从而可以保证很精确地表示疏散空问的几何形状及内部障碍物的位置，并在任何时刻都能将 每个人员置于准确的位置。网格模型比较成功的例子有：Ｈｅｌｂｉｎｇ的“社会力模型”（ｓｏｃｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌ）拍。、方 正和卢兆明的“网格模型”ｏ ７ Ｊ、Ｔｏｓｈｉｙｕｋｉ的“行人流疏散系统”（ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｆｌｏｗ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）¨１、以及 Ｋｅｂｅｌ的微观仿真模型一１等。尽管网格模型在表现个体行为方面具有优势，但是它忽略了个体所掌握的信
个网格为其移动目标时，将通过比较它们的竞争能力来作出选择。竞争能力最强者可以顺利移动到其目标 网格，其余个体则选择自身邻域内的次优网格作为移动目标；当竞争能力都相同时，则以同等的几率随机地
选择其中一个个体移动到目标网格，其余个体则选择自身邻域内的次优网格作为移动目标。
（１）网格吸引力概率的计算 本文提出网格吸引力概率参数，并以此作为个体选择疏散路线的依据。我们假定：当根据每个网格的
位置计算出它的吸引力概率后，疏散人员将选择其所在网格邻域内的吸引力概率最大的网格作为下一步移
动的目标。网格Ｎ（ｉ√）的吸引力概率Ｐ（ｉ，．『）定义为
Ｐ。．ｆ ２口ｉ．ｆ‘（ｋａｉｓＰｄｉｓ（ｆ。『）＋ｋａｉｒＰｄｌｒ（ｉ．，））
（１）
式中：Ｐ池㈠ｆ）表示网格Ⅳ（ｉ，歹）的位置吸引力概率，＆ｉ。是位置吸引力的影响系数，Ｐ曲（ｉ，ｊ）是网格，ｖ（ｉ，Ｊ）的方
１４卷６期 ２００５年１２月
自然灾害学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＡＴＵＲＡＬ ＤＩＳＡＳＴＥＲＳ
文章编号：１００４－４５７４（２００５）０６．０１３３．０８
Ｖ０１．１４，Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．，２００５
大型公共场所人员疏散模型研究
——考虑个体特性和从众行为
崔喜红１，李 强２，陈 晋１，陈春晓１
（１．北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京师范大学资源学院灾害与公共安全研究所， 北京１００８７５；２．北京师范大学资源学院资源管理研究所，北京１００８７５）
Ｆｉｇ．１
图１ 模型结构及建模流程图 Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ
态模型和应用成功实例¨¨驯。
１．２人员疏散模型的基本结构
万人方员数疏据散模型模拟的是在特定场所、特定环境下的特定人群的行为。因此，疏散行为发生的场所、疏散
６期
崔喜红等：大型公共场所人员疏散模型研究——考虑个体特性和从众行为
ＣＵＩ Ｘｉ—ｈｏｎ９１，ＬＩ Ｑｉａｎ９２，ＣＨＥＮ Ｊｉｎｌ，ＣＨＥＮ Ｃｈｕｎ—ｘｉａ０１
（１．Ｋｅｙ Ｉ丑ｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｄｉｓａｓｔｅｒ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７５，Ｃｈｉｎａ）
息和个体的主观意志对其疏散行为的影响，这一点是与现实状况有较大偏差的¨引。因此，包含更多的行为 细节、注重个体特性和个体问的相互作用、以及这些因素对整体疏散时间的影响将是疏散模型的发展趋势。
综上所述，本文以网格模型的基本思路为基础，在考虑个体特性和从众行为的情况下，引入元胞自动机 这一能够抓住复杂系统的本质特征的模型¨¨，来模拟大型公共场所的人员疏散行为，并重点分析人员疏散 过程中从众行为的成立条件及其对疏散时问的影响。
随着计算机技术的发展，８０年代开始借助计算机模拟技术来对紧急情况下的人员疏散行为进行模拟和
收稿日期：２００５—０９—１０；修订日期：２００５一１１—２０ 基金项目：科技部社会公益性研究专项资金资助项目（２００４ＤＩＢ２Ｊ０４９）；国家科技攻关计划资助项目（中国风险综合管理战略研究）
作 万者方简数介：据崔喜红（１９７５一），女，陕西户县人，硕士研究生，主要从事人员疏散仿真模拟研究．
图３ 疏散人员可能的移动方向 Ｆｉｇ．３ Ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｍｏｖｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｖａｃｕｅｅ
１．４人员疏散的基本移动规则 首先，所有个体将根据其所处网格的状态和邻域内所有网格的状态来选择邻域网格吸引力概率最大的
一个网格作为下一时间步的目标网格。 其次，在ＣＡ模型中，通常每一时间步长里每一个网格至多只能被一个元胞占据。当有多人选择同一
１基于元胞自动机的人员疏散模型的建立
１．１元胞自动机的基本思想
元胞自动机（ｃｅｌｌｕｌａｒ ａｕｔｏｍａｔｏｎ，ＣＡ）最早是
由Ｖｏｎ Ｎｅｕｍａｎ和Ｕｌａｍ提出的¨２。，它是由大量
简单一致的个体通过局部相互作用而构成的离
散空间可扩展的动力系统¨３Ｉ。状态、邻域以及更
新规则是ＣＡ模型的３大核心要素。即：每个元 胞都是离散的，所有元胞的状态都是同步发生变 化的。图１给出了ＣＡ中常用的两种邻域的定
义：ＶｏｎＮｅｕｍａｎｎ邻域和Ｍｏｏｒｅ邻域。ＣＡ的基本 更新规则是¨引：第ｉ个元胞在ｔ＋１时刻的状态
是由第ｉ个元胞在时刻ｔ的状态、以及其邻域内 的有限个元胞在时刻ｔ的状态共同决定的，即：
Ｓ川＝ｆ（．ｓ。，』ｖ） 其中ｓ为元胞的有限状态集；Ｎ表示一个所有邻 域内元胞的组合，为包含ｎ个不同元胞的空问矢
摘要：在引入元胞自动机概念的基础上，模拟分析了紧急情况下人员的疏散行为，并提出了一个新的