基于元胞自动机的多智能体教学楼紧急疏散问题研究

发布时间：2017-10-23 10:18

  本文关键词：基于元胞自动机的多智能体教学楼紧急疏散问题研究

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【摘要】：随着我国教育事业的飞速发展,学校的在校生人数也在逐年增加,但与此同时,学校的安全隐患也大大增加。进入21世纪以来,国内外学校火灾频繁发生,这样就极有可能造成大量的人员伤亡。尤其是在车站、商场、体育馆、地铁、学校等等这些公共场所中,人员密集度很高,一旦发生某些紧急情况的时候,容易造成人群的拥挤、碰撞。 另外,由于人们对所处场所的构造并不熟悉,更容易加剧人们的恐慌程度,人员不能及时逃生,从而造成疏散时间延长、人员伤亡过大等悲剧的发生。因此,需要对人员疏散行为进行深入研究,掌握教学楼人员疏散的一些特点和规律,制定相应的应急预案,才能有效预防和减少火灾造成的人员伤亡。 本文首先介绍了人员疏散的一些研究模型;然后介绍了元胞自动机(CA)的有关概念、基础理论以及元胞自动机的特征;接着介绍了智能体(Agent)的相关概念、理论及其在疏散方面的应用;最后,介绍了教学楼火灾的特性,并用细化了的元胞自动机、改进了的速度—密度公式、基于概率运动模型等技术,以及在元胞空间中引入智能体,就是取元胞自动机中的部分元胞,将它们看成一个主体,这个主体包括所取的部分元胞以及它们的状态,那么这个主体就可以扩展为智能体,智能体具有自主性,它的属性就是元胞的状态,通过这样的封装,就可以使分类后的元胞在同一空间中协调地合作,基于以上建立教学楼人员疏散仿真系统,并对仿真结果进行了分析。
【关键词】：元胞自动机 智能体 教学楼 人群疏散 仿真
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU998.1;TU244
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 紧急疏散问题国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12
• 1.3 人员疏散模型简介12-13
• 1.4 多Agent 系统研究与应用现状13-15
• 1.5 文章基本框架15-17
• 2. 元胞自动机理论17-25
• 2.1 元胞自动机的概念17-19
• 2.1.1 元胞17
• 2.1.2 元胞空间17-18
• 2.1.3 邻居18-19
• 2.1.4 规则19
• 2.2 元胞自动机的特征19-20
• 2.3 元胞自动机的分类20-21
• 2.3.1 按动力学行为分类20-21
• 2.3.2 按空间维数分类21
• 2.4 典型元胞自动机21-24
• 2.4.1 S.Wolfram 和初等元胞自动机21-22
• 2.4.2 J.Conway 和“生命游戏”22-24
• 2.5 元胞自动机的应用24
• 2.6 本章小结24-25
• 3.A gent 的相关理论及应用25-37
• 3.1 Agent 简介25-28
• 3.2 多Agent 系统理论简介28-31
• 3.3 多Agent 疏散系统智能控制描述31-34
• 3.3.1 多Agent 疏散系统控制问题的描述31-32
• 3.3.2 多Agent 疏散系统的控制结构32-33
• 3.3.3 采用的多Agent 疏散系统的控制结构33-34
• 3.4 元胞自动机模型与多智能体模型的关系34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 4. 基于元胞自动机的多智能体教学楼人员疏散行为模型37-47
• 4.1 教学楼火灾的特性37
• 4.2 教学楼人员疏散仿真系统的建立37-46
• 4.2.1 基于改进的细化疏散空间的划分38-39
• 4.2.2 紧急疏散状态下行人在平直通道中的速度公式的改进39-40
• 4.2.3 偏好矩阵设计40-43
• 4.2.4 地场设计43-45
• 4.2.5 在元胞空间中引入智能体45
• 4.2.6 模型假设45
• 4.2.7 更新规则45-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5. 教学楼人员疏散仿真结果及分析47-51
• 5.1 基本仿真48-50
• 5.1.1 教室内疏散观察48
• 5.1.2 楼道内疏散观察48-50
• 5.2 本章小结50-51
• 6. 总结与展望51-53
• 6.1 总结51
• 6.2 工作展望51-53
• 参考文献53-58
• 致谢58

【引证文献】

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1 刘嘉;非常规突发事件应对决策行为研究[D];武汉理工大学;2012年

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本文编号：1082869