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基于多智能体的建筑物内疏散仿真研究

作　者: 黄华
导　师: 周建中；孙燕
学　校: 华中科技大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 精细网格人工势场 Multi-Agent PSO 疏散仿真
分类号: TU855
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 230次
引　用: 6次
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内容摘要

随着社会的发展,我国城市规模增大,城市各种建筑物日益增多。为了满足城市人口激增的需要,人均建筑面积不断缩小,导致建筑物内人口密度不断增大,又由于一些建筑物设计上的不合理,这些因素给在突发情况下的大量人员疏散带来了很大的困难。因此,无论是建筑物的安全管理还是建筑物的安全设计,都急切需要建筑物安全疏散的研究作为参考,而合理有效的进行建筑物内的安全疏散仿真研究正是当前研究建筑物内人员疏散的主要手段和方法。本文针对建筑物内疏散仿真的特点进行了研究,引入了基于Multi-Agent计算技术作为疏散仿真的研究手段。在此基础上详述了进行建筑物内疏散仿真的两个关键方面,建筑物内建模手段以及疏散过程中人群计算模拟手段。最后本文根据建筑物内进行疏散仿真的流程设计了软件平台,并在此平台上对影响疏散时间的不同情况进行了分析。为了有效的进行建筑物内疏散仿真,真实反映建筑物内的情况,本文使用精细网格对建筑物内进行空间划分,并且为了有效的反映障碍物的情况,引入了人工势场的方法来处理。通过建筑物内精细网格的空间划分,以及障碍物的人工势场处理手段,可以很好的将建筑物内复杂的空间情况反映出来,并且可以反映建筑物内的实际情况。在疏散过程计算和仿真方面,本文引入了Multi-Agent框架来计算整个疏散过程。在Multi-Agent框架下,每个疏散个体视为一个Agent,使用Agent属性来描述个体,通过Multi-Agent技术并发计算疏散仿真中每个个体。而在计算每个个体移动时,使用PSO算法来计算疏散人员的空间移动位置。每个疏散个体Agent在疏散空间移动使用PSO算法来计算它的方向,然后通过方向和速度结合自己对势能的感应来确定下一位置,从而使得疏散个体在疏散空间网格中运动。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 建筑物内疏散仿真研究的目的和意义  11-12
  1.3 疏散仿真研究内容和发展概况  12-15
    1.3.1 建筑物内疏散仿真研究内容  12-14
    1.3.2 建筑物内疏散仿真的国内外发展概况  14
    1.3.3 建筑物内疏散仿真的关键技术  14-15
  1.4 本文主要研究内容  15-17
2 建筑物内疏散仿真研究基本理论  17-29
  2.1 疏散仿真模型  17-21
    2.1.1 粗糙网格疏散仿真模型  17-19
    2.1.2 精细网格疏散仿真模型  19-20
    2.1.3 连续疏散仿真模型  20-21
  2.2 建筑物内疏散仿真建模  21-27
    2.2.1 建筑物疏散仿真模型选取  21-22
    2.2.2 精细网格的选取  22-23
    2.2.3 人工势场理论概述  23-25
    2.2.4 使用人工势能处理障碍物  25-27
  2.3 本章小结  27-29
3 基于 Multi-Agent 疏散仿真计算框架  29-39
  3.1 人群行为研究  29-31
    3.1.1 个体行为  30
    3.1.2 群体行为  30-31
  3.2 Multi-Agent 理论  31-34
    3.2.1 Agent 理论  31-32
    3.2.2 Multi-Agent 系统  32-34
  3.3 基于 Multi-Agent 的疏散仿真框架  34-38
    3.3.1 Multi-Agent 人群模型  34
    3.3.2 Multi-Agent 疏散计算框架  34-37
    3.3.3 基于Agent 疏散行为模拟  37-38
  3.4 本章小结  38-39
4 基于PSO 疏散人员移动模型  39-45
  4.1 PSO 算法概述  39-43
    4.1.1 PSO 算法原理  39
    4.1.2 PSO 算法描述  39-42
    4.1.3 基本PSO 算法特点  42-43
  4.2 PSO 算法的改进  43-44
  4.3 PSO 算法疏散过程  44
  4.4 本章小结  44-45
5 基于 Multi-Agent 框架的疏散仿真实验  45-53
  5.1 疏散仿真实验平台  45-47
    5.1.1 实验平台介绍  45-46
    5.1.2 环境初始化  46-47
  5.2 影响疏散时间因素分析  47-52
    5.2.1 出口宽度与疏散时间  48-50
    5.2.2 多出口对疏散时间的影响  50-51
    5.2.3 疏散人群心理因素对疏散时间的影响  51-52
  5.3 本章小结  52-53
6 全文总结  53-56
  6.1 总结  53-54
  6.2 展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-60

基于多智能体的建筑物内疏散仿真研究

内容摘要

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