基于元胞自動機的機械車間緊急疏散建模研究.pdf

1、近年來，頻發(fā)的公共安全事故敲響了警鐘，安全疏散是保障社會公共安全的有效措施。在疏散系統(tǒng)中，當(dāng)內(nèi)外力共同作用時，簡單個體行為將演化為復(fù)雜的群體行為，使問題復(fù)雜化而難于處理。已有的疏散系統(tǒng)模型的研究多是基于恐慌理論描述個體行為，而針對理性狀態(tài)下疏散過程中的合作機制和引導(dǎo)機制同時考慮的研究非常缺乏，尤其針對機械車間實際環(huán)境的疏散研究更是少見。
　　本文結(jié)合機械車間的具體特性，擬從合作視角探究疏散系統(tǒng)的合作和引導(dǎo)規(guī)律，具體研究內(nèi)容如下：<

2、br>　　(1)針對動態(tài)參數(shù)模型在多人競爭決策的缺乏理性，建立了符合實際的理性個體決策的基本疏散模型。結(jié)合機械車間的特性，利用該模型仿真研究了不規(guī)則和存在隨機障礙物的疏散空間，分析了疏散時間隨人員密度和出口寬度及出口個數(shù)的變化規(guī)律。
　　(2)在基本疏散模型的基礎(chǔ)上，考慮心理學(xué)對疏散的群體行為的結(jié)論，引入多人雪堆博弈策略，并加入動態(tài)演化機制，建立了博弈演化疏散模型。并利用該模型在機械車間的環(huán)境仿真實驗，研究了收益系數(shù)與合作頻率和疏

3、散時間的關(guān)系，探討了不同模仿系數(shù)時，出口寬度與合作頻率的關(guān)系。
　　(3)在博弈演化疏散模型基礎(chǔ)上，采用群智能算法分類優(yōu)化個體選擇，建立了引導(dǎo)者的博弈演化疏散模型。結(jié)合機械車間的環(huán)境特點,利用該模型仿真實驗，研究了引導(dǎo)者個數(shù)與疏散時間和合作頻率的關(guān)系，并探討了不同引導(dǎo)者數(shù)目時，權(quán)重系數(shù)與疏散時間的關(guān)系。
　　(4)把以上三種模型綜合應(yīng)用于某機械車間疏散的定性仿真實驗，同時與該機械車間的實際疏散演習(xí)數(shù)據(jù)對比，進行相關(guān)分析，驗證

4、了本文提出的基于機械車間疏散模型的可用性與有效性。
　　本文深入分析了理性狀態(tài)的疏散群體的合作和引導(dǎo)規(guī)律，建立了考慮合作和引導(dǎo)因素的機械車間的博弈演化疏散模型，闡明了心理視角下合作和引導(dǎo)共起作用時，機械車間的安全疏散機制，研究發(fā)現(xiàn)：
　?。?）通過對博弈收益系數(shù)c的合理調(diào)整，可以得出較高的合作比例，而合作有助于疏散。
　?。?）從個體和群體利益出發(fā)，非擁擠狀態(tài)下理性較高的人，越容易選擇自利行為疏散。然而，隨著人群趨向擁

5、擠，過多的自利疏散，會增加了相互沖突的人群，這又會使群體的適應(yīng)度下降，導(dǎo)致效率疏散降低。因此，越擁擠，群體選擇合作，更容易讓個體逃生。
　?。?）要獲得最佳疏散效率，引導(dǎo)者的數(shù)量對疏散效率存在臨界值。超越了臨界值以后，隨著規(guī)模增大，引導(dǎo)者數(shù)量越多，疏散效率反而越低。
　　本論文的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在：
　?。?）基于多人雪堆博弈策略和博弈動態(tài)演化機制研究群體行為的方法，建立了機械車間的博弈演化疏散模型，揭示了合作有利于疏散的