基于Agent的人群疏散模型研究与应用

发布时间：2017-05-30 21:12

  本文关键词：基于Agent的人群疏散模型研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前,我国城市化进程加快,人员大量涌入城市,机场车站、大型运动场馆等人员密集聚集的地方存在着公共安全事故发生隐患。国内外媒体已经有许多宗教活动和文体场所等地方发生拥挤踩踏而无法逃生的报道,并酿成严重的生命和财产损失,因此,如何避免在交通枢纽和公共建筑等场所发生火灾、踩踏等事故导致的人员伤亡,在紧急状况发生时迅速将人员疏散至安全地带的研究具有重要意义,在建筑设计、突发安全事件、保障人员生命财产安全等方面具有很高的应用价值。经过多年来科研工作者的不懈努力,人群疏散问题研究取得了长足的发展。本文首先回顾了人群拥挤踩踏的真实案例,阐述研究背景与意义,相关领域国内外研究概况、常用研究方法、思路和创新之处,并介绍当前国内外人群疏散模拟方法及模型,并比较各种理论方法的优势与不足,决定采用基于Agent理论的方法建设人群疏散仿真平台。作为本文的理论基础,详细介绍了Agent理论和多Agent理论的的定义、分类、模型、研究内容等等。人员进行疏散需要建设疏散场景,参考学界比较知名的人群疏散仿真系统软件,本文采用基于语义模型的方法,分图形层、语义解析层、场景层三个层次完成构建工作。图形层包括场景的二维和三维图形单元,语义解析层含有微结构类型和拓扑图结构,场景层提出了环绕框的概念,并根据Dijkstra算法,帮助人员选择合适的路径完成疏散;随后分析建筑内发生火灾时人员的行为表现,研究其自身属性与行为的关系,提出基于Agent的建模仿真计算框架与基于Agent的行为模型和仿真方法;在实际仿真阶段,结合前几章介绍的方法基础,采用C++语言建立人群疏散仿真平台Escape,Escape平台可以在Windows系统中进行试验,设置疏散人数和火源位置,显示建筑场景模拟人员的疏散行为,完成场景建模和图形化输入输出功能,直观地观察到场景内部实时情况,将火灾发生后人员选择路径并完成疏散的过程清晰地展现出来,可以帮助用户分析人员选择相应的疏散方案的原因;最后完成总结与展望工作,回顾本文所做的工作内容,提出不足,并展望未来发展前景。本文的成果对于研究人群在火灾场景下的建筑物内疏散情况有所帮助,对于未来进一步深入研究更复杂情况下的疏散开拓了思路,提供了实践经验。
【关键词】：人群疏散 Agent理论 仿真建模 Dijkstra算法
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：D63;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 相关领域研究现状11-14
• 1.3.1 人群疏散研究概述11-12
• 1.3.2 人群疏散仿真模型研究12-14
• 1.4 研究内容与章节安排14-16
• 1.4.1 本文主要研究内容14-15
• 1.4.2 本文论文构成15-16
• 第2章 相关理论与技术基础16-22
• 2.1 Agent理论16-19
• 2.1.1 Agent技术与特点16-17
• 2.1.2 Agent模型结构17-18
• 2.1.3 Agent的主要类型18-19
• 2.2 多Agent理论19-21
• 2.2.1 多Agent系统19-20
• 2.2.2 MAS研究内容20-21
• 2.2.3 基于MAS的系统建模仿真方法21
• 2.3 本章总结21-22
• 第3章 基于语义模型的Agent疏散场景构建22-38
• 3.1 引言22
• 3.2 图形层22-24
• 3.3 语义解析层24-31
• 3.3.1 微结构类型25
• 3.3.2 拓扑结构图25-31
• 3.4 场景层31
• 3.5 拓扑结构优化31-37
• 3.5.1 分割法优化拓扑图33-36
• 3.5.2 路径规划中的最短路径算法36-37
• 3.6 本章总结37-38
• 第4章 基于Multi-Agent的疏散仿真计算框架38-51
• 4.1 疏散状态下人员行为研究38-40
• 4.1.1 疏散人员属性特征与行为的关系39
• 4.1.2 疏散状态下人员行为表现39-40
• 4.2 基于Agent的人群疏散仿真计算框架建立40-42
• 4.3 基于Multi-Agent的疏散群体模型42-50
• 4.3.1 基于Agent的疏散模型数学表达43-44
• 4.3.2 Agent的感知系统44-45
• 4.3.3 Agent的决策系统45-47
• 4.3.4 Agent的行为系统47-48
• 4.3.5 碰撞检测与规避方法48-50
• 4.4 本章总结50-51
• 第5章 人群疏散模型的实验与分析51-68
• 5.1 仿真平台介绍51-57
• 5.1.1 场景建模51-53
• 5.1.2 图形化输入输出53-57
• 5.2 人群疏散的仿真实验57-66
• 5.2.1 特定场景下的疏散情况58-64
• 5.2.2 变化场景下的疏散情况64-66
• 5.3 本章总结66-68
• 第6章 总结与展望68-70
• 6.1 论文工作总结68-69
• 6.2 未来展望69-70
• 参考文献70-73
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：407885