基于GPU的站臺客流疏散仿真.pdf

1、人流密集的場所，如地鐵站臺，一旦發(fā)生火災、事故、運營中斷等突發(fā)事件，會造成疏散極度困難，人群混亂、乘客恐慌心理難以控制，甚至可能出現(xiàn)擠壓踩踏等重大事故。如何在在事故發(fā)生前發(fā)出安全預警并制定應急措施，是軌道交通運營部門要解決的重大問題。
　　我們構(gòu)建了一種基于元胞自動機的人員疏散模型來對地鐵客流疏散進行仿真，這對地鐵車站的應急疏散方案的制定很有幫助。整個站臺的空間劃分為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，乘客的疏散過程可以表示為在網(wǎng)格上從一個單元格移動到另一

2、個單元格。為了了解不同因素對疏散的影響，我們設置了很多變量，如即將到來的列車的數(shù)目，樓梯的數(shù)目和位置，還有每個樓梯的容量。我們發(fā)現(xiàn)，疏散時間降到最低的有效途徑是增加樓梯的數(shù)目，樓梯的容量也是一個很重要的因素，相反，樓梯的位置對疏散時間沒有很大的影響。
　　人群規(guī)模比較小的時候，串行的基于CPU的客流疏散仿真在可以取得良好的效果，但是當人群密集度比較高的時候，由于各個疏散對象的空間位置各不相同，每個行人在緊急情況下各自的判斷選擇也不

3、盡相同，這使得提高系統(tǒng)的應急性能、優(yōu)化分配各疏散對象的時空路徑成為了一個非常重要的問題。我們采用帶權(quán)最短路徑算法作為行人路徑選擇的規(guī)則來進行仿真，這符合行人的習慣，但是對CPU的性能要求很高。為了解決這個問題，我們引入了GPGPU來加速仿真。實驗結(jié)果表明，在GPU上模擬每個時間步長的計算時間比在GPU上快10倍左右，整個疏散過程的模擬可以在15秒內(nèi)就能完成。
　　我們的主要貢獻包括如下方面：
　　(1)實時的仿真支持快速的決