樓房內(nèi)人員逃生流的自動機模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近些年來,人口的增長給我們帶來了許多社會問題,其中行人流的堵塞問題正逐漸受到人們的關(guān)注。行人的堵塞會造成許多嚴重的事故,并由此帶來巨大的生命財產(chǎn)損失。所以,對行人流理論進行研究已經(jīng)成為當(dāng)前一件極為緊迫的事。行人流是一種由具有相互作用的行人構(gòu)成的多粒子體系,它具有和交通流相似的許多特點。比如當(dāng)密度增加的時候,系統(tǒng)中會出現(xiàn)各種復(fù)雜的行為,如自組織現(xiàn)象和阻塞相變等。為了研究和描述這些現(xiàn)象,人們已經(jīng)提出了許多模型。這些模型從不同的角度出發(fā)對行人

2、流進行了模擬。本文對其中一些具有代表性的模型,如流體動力學(xué)模型、社會力模型、偏向隨機行走格子氣模型以及元胞自動機模型等進行了介紹,并將它們各自的特點進行了比較。本文的主要工作包括以下四個方面。首先,運用偏向隨機行走格子氣模型對樓道內(nèi)的逃生行人流進行了模擬,討論了疏散時間和系統(tǒng)各參數(shù)之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),疏散時間tc與樓道寬度W和偏向強度D之間具有緊密的聯(lián)系,它們滿足比例關(guān)系:tc∝W-0.85±0.04和tc∝D。而入口寬度和入口間隔的

3、變化對疏散時間并不產(chǎn)生影響,它們只會影響疏散行人流在擁堵區(qū)域的最低流量。第二,運用多速元胞自動機行人流模型對上述疏散過程進行了模擬,并同樣討論了疏散時間和系統(tǒng)各參數(shù)之間的關(guān)系。模擬結(jié)果驗證了上述偏向隨機行走格子氣模型中的結(jié)論,并且還得到了疏散時間tc與行人最大速度Vmax之間的關(guān)系:tc∝Vmax-α。第三,結(jié)合偏向隨機行走格子氣模型中方向選擇概率的計算方法,以及元胞自動機模型中的碰撞避免規(guī)則,提出了一個新的元胞自動機行人流模型,并運用

4、它對房間內(nèi)的逃生行人流進行了模擬和研究。模擬的結(jié)果表明,出口寬度是影響房間內(nèi)人員疏散時間的關(guān)鍵參數(shù)。此外,通過模擬還得到了比Tajima等人的研究結(jié)果更為符合實際情況的行人空間分布圖。第四,在由樓道和若干房間共同組成的樓房系統(tǒng)中,運用上述元胞自動機模型對人員逃生流的演化過程進行了模擬。模擬的結(jié)果表明,影響樓房內(nèi)人員疏散時間的關(guān)鍵參數(shù)是樓道寬度W及樓道內(nèi)行人的最大速度Vmax。房間出口寬度的變化對整個系統(tǒng)的疏散時間沒有影響。而且模擬的結(jié)果

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