面向火灾逃生的群体行为分析与仿真
Human Crowd Behavior Analysis and Simulation for Fire Escape
不论是学术研究还是社会具体应用,群体仿真都具有重要的研究价值,同时它也是众多领域的研究热点和难点.大型游行示威的人群流量控制、人群密集场所的安全通道设计、突发事故人员的疏散问题以及军事训练项目等都是群体仿真的具体应用.然而,众多个体组合为一个群体,但组合在一起的群体行为却不是简单的数学集合,而是受社会大众、个体生理以及心理等综合因素影响;对于由众多不确定因素而导致的群体行为仿真是一个极其庞大的研究课题,它不仅需要诸多领域的配合,而且需要巨大的人力与物质资源的投入.当今,最主流、最具优势的方法是基于智能体(Agent)的建模方法,其优点是结合多学科、多模型且充分考虑人群行为与心理因素的系统建模方法.针对火灾逃生群体行为问题,本文采用计算机仿真思想,提出了一种综合情绪与环境因素在内的行为决策模型,该模型的建模方法属于基于智能体(Agent)的建模类别.本模型利用各智能体的情绪和危险评估初始值,在从众意识与独立意识心理影响下,通过各智能体间行为交互,计算出每个智能体的综合分析值,与各阶段触发阈值比较后,最终做出行为决策.完成基于情绪与环境因素的建模之后,进入路径规划阶段,本文提出了基于A*算法的向量-重心的寻路算法,即在网格化的仿真路径之上,众多智能体完成寻路与逃生的火灾仿真实验.本文在火灾逃生的群体仿真研究过程中,构建了基于情绪与环境因素的决策模型,设计的前提是真实火灾现场的个体行为受周围环境与群体影响较大这一事实.关于仿真模型的验证,本文选用目前较为流行的Unity3D三维虚拟现实引擎,将火灾环境下智能体对火灾危险指数的评估、群体行为的交互、逃生路径的规划、火势环境的变化以及消防队员救火等进行了实验仿真.实验结果不仅证明了本文所提模型的有效性与可行性,而且与现实中真人、真环境的消防安全演习相比,本仿真系统具有安全性高、成本低、不受时间和空间限定等优点.
- 作者：
- 杜朋利
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 控制科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 彭健钧；李吉平
- 中图分类号：
- TP391.9
- 关键词：
- 群体仿真；火灾逃生；情绪；从众意识；独立意识
- crowd simulation; fire escape; emotion; group consciousness; independent consciousness;