基于介觀元胞自動機的城市區域人員疏散模擬方法*

呂偉 汪京輝 房志明 毛盾

1) (武漢理工大學, 中國應急管理研究中心, 武漢 430070)

2) (武漢理工大學安全科學與應急管理學院, 武漢 430070)

3) (上海理工大學管理學院, 上海 200093)

傳統元胞自動機疏散模型中, 空間多劃分為微觀層面的精細網格, 難以對大范圍的疏散場景進行模擬.基于此, 本文結合行人流的運動特征, 建立了應用于大尺度人員疏散場景的人員疏散介觀元胞自動機模型.該模型以道路元胞劃分替代平面網格元胞劃分方式, 并引入“源加載”元胞加載模擬場景內疏散人員, 建立元胞間狀態轉移方程模擬疏散過程中的人員運動.應用該模型, 對高校校園進行疏散子網劃分, 模擬應急疏散過程并規劃疏散路徑, 既可以對場景內宏觀疏散情況進行分析, 又可以觀測單個元胞的狀態變化.基于模擬結果, 能夠發現實際疏散過程中可能存在的問題, 提出相應的改進指引和意見.

1 引 言

近年來, 隨著我國城市規模擴大, 人口數量和密度迅速攀升, 以及全球氣候環境的持續惡化, 頻發的地震、海嘯、洪水等自然災害和火災爆炸、危化品泄漏等事故災難已經給許多城市造成巨大的生命和經濟損失, 城市公共安全正面臨著巨大壓力和挑戰.當城市遭受重大災害事故時, 迅速將災害事故影響范圍中的人口轉移疏散至安全地帶, 是保障人民生命安全的重要途徑, 城市區域性疏散問題正逐步成為疏散領域新的研究焦點.與傳統建筑火災疏散場景不同……