基于博弈论的人员疏散演化研究

发布时间：2024-10-03 00:00

　　 在人员疏散中,撤离者之间的冲突行为复杂且对疏散的速率影响较大,为了模拟此过程,提出了一种将博弈论与元胞自动机相结合的模型。在该模型中设置了两种策略的人(叛逃者和合作者),并引入恐慌指数和惯性系数两个重要参数,来描述疏散过程中撤离者的恐慌和保持原策略的能力;每一次冲突即是一次博弈,发生冲突的撤离者之间通过收益矩阵来确定成功者;并且在博弈完成时采用费米函数进行策略更新。模型再现了"出口拱形"和"快即是慢"现象;同时发现在相同的恐慌下,叛逃者与合作者的比率总是倾向于一致状态。这些自组织现象支持了模型的正确性。该项工作也有助于理解惯性因素对于合作行为产生与存续的影响。

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【部分图文】：

图3不同时间的疏散情形

图3是人员疏散过程的一些快照，从图中可以看出，在人群中更加密集的地方，由于拥挤会产生更多的叛逃者，同时叛逃者会成块出现，叛逃者“侵入”合作者的现象很明显，这反应了合作者对于叛逃者在冲突博弈中的高收益行为进行学习的过程，也说明了恐慌情绪是会传染的。由行人运动的堵塞问题引起的拱形现象....

图4惯性系数等于零时人的演化过程

通过将惯性τ引入费米更新规则来研究惯性对人员疏散中合作演化的影响。发现惯性确实会影响系统的协作水平。并且对于人员疏散这个系统来说，不同的紧急事件可能会导致不同的初始合作者的比例，而对于不同的初始比例存在可以引起高协作频率的最佳惯性τ。当初始的叛逃者频率比较大时如在ND=400或者....

图5惯性系数不为零对人群演化的影响

图4惯性系数等于零时人的演化过程从计算机的运算复杂度来说，本文的模型除了在每一个时间步都需要和传统模型一样计算动态场和静态弈计算收益确定冲突的胜利者，并且要进行策略更新，而传统的模型在处理人的冲突过程只使用了一个随机数来决定谁可以在竞争中进入目标地点，因此本文的模型要比传统的模型....

2.000图1模拟房间的静态场

其中，Sij和Dij是网格(i,j)中静态场和动态场的值，动态场Dij表示行人留下的虚拟轨迹。每当行人离开网格(i,j)时，(i,j)中的Dij值增加1，动态场反映了人们的从众心理。反过来，静态场Sij的值不会随着时间改变，其值反映了网格到门口的距离，取决于房间的几何形状。有几种....

本文编号：4006510