改进社会化互动的疏散系统Cell-DEVS建模与仿真
发布时间：2021-03-10 07:36
针对应急疏散行为受社会化属性驱动而表现出不确定性、互动关系复杂等特征,基于Cell-DEVS语言构建人员疏散系统仿真模型,模型在强化描述行人运动能力的基础上,引入环境熟悉程度、个体视野、沟通与引导及速率区块等社会化互动因素,旨在优化模型算法,完善个体与环境,个体之间互动关系的描述。RESTful web service远程仿真结果进一步证实了社会化互动的存在,提升了模型对疏散系统的描述能力,仿真结果更为可信。进一步显示了模型驱动理论与计算机仿真技术在建筑设计、应急方案制定、公共安全与危机管理等领域的先进性与可行性。
【文章来源】：系统仿真学报. 2018,30(08)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
Cell-DEVS建模与仿真过程Fig.1Cell-DEVSmodelingandsimulationprocesshttp:∥www.china-simulation.com
m29323.1数据收集借助CD++仿真工具建模，需要获取相关变量的原始值数据并存储于*.stvalues文件中。该类数据包括：(1)建筑布局要素信息，比如墙壁、家具、景观植物等障碍物，出口、楼梯间、电梯间等撤离目标，走廊、过道、座位等可移动区域的坐标。本文选用同济大学图书馆第9层作为仿真实验的背景，单层建筑面积约2308m2，长宽分别为48m，包括1个主楼梯间、3个应急楼梯间，其座位可容纳约360人。该平面被划分为53×53的元胞空间，单个元胞面积为0.9×0.9m2如图2所示。(2)建筑内任意位置到最近出口的最短路径。模型通过在元胞空间绘制泰森多边形(Voronoidiagram)来计算每个元胞最高效率撤离方向见图3(a)。(3)速率区块。与突发事件发生点的距离可能导致撤离前准备时间与启动撤离行动的速率差异，以事件源为中心，依不同半径划分区块见图3(b)。上述初始值数据在*.stvalues文件以(x,y)=(m,n,k)的形式储存，m,n,k分别表示layout，velocity和pathway取值。例如，(9,30)=(2,0,0)表示在建筑内(9,30)坐标位置的布局要素为墙壁、书柜或桌子等疏散人员无法进入的障碍区域，因此，layout=2，同时velocity=0，pathway=0。再如，(21,50)=(1,2,8)表示该坐标位置是可供疏散人员占据并移动的座位，同时在此坐标位置所在的区块内移动的速率适中，并且如想通过最短路径达至出口，下一步的移动方向为↓如表2所示。此外，如果有宏变量(#Macro)则需储存在*.inc文件中。图2仿真实验建筑布局平面图Fig.2Architecturelayoutformodelingandsimulation
第30卷第8期Vol.30No.82018年8月王岩红,等:改进社会化互动的疏散系统Cell-DEVS建模与仿真Aug.,2018http:∥www.china-simulation.com2935(a)familiarity=2(b)familiarity=3图5随机决策规则与跟随决策规则Fig.5Routeselectingbyrandom&following(7)“follow-me/follow-direction”：个体不熟悉环境且在视野内有较高级熟悉度的邻居存在，则接收该邻居的建筑信息传递并跟随行动，距离越近的个体间具有更强的信息沟通能力，具体跟随规则见图5(b)。(8)孤立决策(isolateddecisionmaking)：个体不熟悉环境且在视野内没有更高级熟悉度的邻居存在，可在8个方向依概率随机选择移动，但耗时较多且直至出口附近才可顺利撤离。(9)避障规则(obstacleavoidance)：当个体向障碍所在元胞发出移动请求时即遭拒绝，个体需重新选择目标并发出请求。(10)出口规则：首先，当个体移动至出口元胞，立即清空该元胞，个体消失于仿真环境；其次，主出口较应急出口覆盖范围大，即更多的疏散人员优先选择主出口作为撤离目标；第三，无论何种熟悉程度，在可见出口位置只能向出口(/楼梯间)元胞方向请求移动。图6是元胞的状态转移S→S举例，其中S=(layout,velocity,pathway,phase,familiarity,movement)。该图描述了一个元胞清空当前个体(01235SSSSS)到接纳另一个体(560SSS)，或者维持当前个体不变(01240SSSSS)等过程。元胞被一个不熟悉建筑环境(familiarity=3)的个体占据，该元胞属于高速率区块(velocity=0)且指向出口的最短路径方向为→，(即pathway=5)，端口familiarity可以输入视野中较高熟?
本文编号：3074307
【文章来源】：系统仿真学报. 2018,30(08)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
Cell-DEVS建模与仿真过程Fig.1Cell-DEVSmodelingandsimulationprocesshttp:∥www.china-simulation.com
m29323.1数据收集借助CD++仿真工具建模，需要获取相关变量的原始值数据并存储于*.stvalues文件中。该类数据包括：(1)建筑布局要素信息，比如墙壁、家具、景观植物等障碍物，出口、楼梯间、电梯间等撤离目标，走廊、过道、座位等可移动区域的坐标。本文选用同济大学图书馆第9层作为仿真实验的背景，单层建筑面积约2308m2，长宽分别为48m，包括1个主楼梯间、3个应急楼梯间，其座位可容纳约360人。该平面被划分为53×53的元胞空间，单个元胞面积为0.9×0.9m2如图2所示。(2)建筑内任意位置到最近出口的最短路径。模型通过在元胞空间绘制泰森多边形(Voronoidiagram)来计算每个元胞最高效率撤离方向见图3(a)。(3)速率区块。与突发事件发生点的距离可能导致撤离前准备时间与启动撤离行动的速率差异，以事件源为中心，依不同半径划分区块见图3(b)。上述初始值数据在*.stvalues文件以(x,y)=(m,n,k)的形式储存，m,n,k分别表示layout，velocity和pathway取值。例如，(9,30)=(2,0,0)表示在建筑内(9,30)坐标位置的布局要素为墙壁、书柜或桌子等疏散人员无法进入的障碍区域，因此，layout=2，同时velocity=0，pathway=0。再如，(21,50)=(1,2,8)表示该坐标位置是可供疏散人员占据并移动的座位，同时在此坐标位置所在的区块内移动的速率适中，并且如想通过最短路径达至出口，下一步的移动方向为↓如表2所示。此外，如果有宏变量(#Macro)则需储存在*.inc文件中。图2仿真实验建筑布局平面图Fig.2Architecturelayoutformodelingandsimulation
第30卷第8期Vol.30No.82018年8月王岩红,等:改进社会化互动的疏散系统Cell-DEVS建模与仿真Aug.,2018http:∥www.china-simulation.com2935(a)familiarity=2(b)familiarity=3图5随机决策规则与跟随决策规则Fig.5Routeselectingbyrandom&following(7)“follow-me/follow-direction”：个体不熟悉环境且在视野内有较高级熟悉度的邻居存在，则接收该邻居的建筑信息传递并跟随行动，距离越近的个体间具有更强的信息沟通能力，具体跟随规则见图5(b)。(8)孤立决策(isolateddecisionmaking)：个体不熟悉环境且在视野内没有更高级熟悉度的邻居存在，可在8个方向依概率随机选择移动，但耗时较多且直至出口附近才可顺利撤离。(9)避障规则(obstacleavoidance)：当个体向障碍所在元胞发出移动请求时即遭拒绝，个体需重新选择目标并发出请求。(10)出口规则：首先，当个体移动至出口元胞，立即清空该元胞，个体消失于仿真环境；其次，主出口较应急出口覆盖范围大，即更多的疏散人员优先选择主出口作为撤离目标；第三，无论何种熟悉程度，在可见出口位置只能向出口(/楼梯间)元胞方向请求移动。图6是元胞的状态转移S→S举例，其中S=(layout,velocity,pathway,phase,familiarity,movement)。该图描述了一个元胞清空当前个体(01235SSSSS)到接纳另一个体(560SSS)，或者维持当前个体不变(01240SSSSS)等过程。元胞被一个不熟悉建筑环境(familiarity=3)的个体占据，该元胞属于高速率区块(velocity=0)且指向出口的最短路径方向为→，(即pathway=5)，端口familiarity可以输入视野中较高熟?
本文编号：3074307
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/yunyingzuzhiguanlilunwen/3074307.html
