基于加权Voronoi图的群体疏散研究

发布时间：2017-09-27 16:09

  本文关键词：基于加权Voronoi图的群体疏散研究

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【摘要】：目前,我国正处在社会转型期,城市人口急剧增加、社会活动频繁、大型集会活动增多,使公共安全问题成为现在发展中亟待解决的重大问题。因此,研究公共场所群体聚集现象及群体疏散特性,探寻合理的群体组织及疏散模式,寻求降低事故风险的方法和途径是一个非常重要的研究课题。在大规模的群体疏散过程中,由于疏散对象所处空间位置各异,因此对应紧急情况下各自时空路径的判断和选择各不相同,如何优化大规模疏散对象各自的时空路径,从整体上提高系统的应急性能,也是亟待解决的问题。本论文的主要研究工作如下:(1)从群体和群体行为的特性入手,研究群体速度、密度、流量等特性之间的关系。根据Voronoi图能够很好的体现复杂群体系统之间互联关系的几何特性,本文提出了逐点规划生成加权Voronoi图的方法。在Voronoi图理论的基础上,将社会动力学模型和群体特性结合对群体中的单个个体建立模型,通过MATLAB仿真实验与实际群体疏散的比较,验证了模型的可行性。(2)本文提出了危险密度区域的概念,得到可能存在危险的区域。从而,制定复杂群体系统的疏导规则,及时疏导相关区域的群体,防止群体中存在的隐藏危机及踩踏事件的发生。(3)通过实验证明不同的群体分布情况和出口状况直接影响了群体的疏散过程。另外,本文提出了复杂网络吸引强度的概念,并根据吸引强度动态地调整出口的权值。通过确定的权值与加权Voronoi图的原理结合划分每个出口的加权Voronoi区域。实验仿真证明了所提方法的可行性,在合理的出口权值调整下,群体的疏散效率将大大的提高,为实际的群体疏散制定可行的疏散方针。
【关键词】：群体疏散 加权Voronoi图 复杂网络 社会动力学
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：D63;TP301.6
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1.绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 应急疏散的研究现状10-13
• 1.3.Voronoi图的研究现状13-14
• 1.4 本文结构安排14-15
• 2.群体与群体行为15-21
• 2.1 群体的概念与分类15-16
• 2.1.1 群体的概念15
• 2.1.2 群体的分类15-16
• 2.2 群体行为16-18
• 2.2.1 群体的基本特征16
• 2.2.2 群体密度16-17
• 2.2.3 群体速度17
• 2.2.4 群体流量17-18
• 2.2.5 群体状态特性18
• 2.3 人群行为的复杂性18-19
• 2.4 应急疏散问题19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 3.Voronoi图理论21-31
• 3.1 Voronoi图的相关概念21-22
• 3.1.1 Voronoi图的历史21
• 3.1.2 Voronoi图的定义21-22
• 3.1.3 Voronoi图的性质22
• 3.2 加权Voronoi图的相关概念22-23
• 3.2.1 加权Voronoi图的定义22-23
• 3.2.2 加权Voronoi图的性质23
• 3.3 逐点规划算法23-29
• 3.3.1 算法的基本思想23-28
• 3.3.2 算法的基本流程28-29
• 3.4 本章小结29-31
• 4．基于Voronoi图的群体疏散31-43
• 4.1 模型的构建31-34
• 4.1.1 群体间作用力模型31-32
• 4.1.2 内部吸引力32
• 4.1.3 拥挤力32-33
• 4.1.4 排斥力33
• 4.1.5 群体密度与速度分析33-34
• 4.2 模型的改进34-36
• 4.3 模型验证36-37
• 4.4 基于Voronoi图的群体行为规划37-38
• 4.5 仿真结果与分析38-42
• 4.6 本章小结42-43
• 5.加权Voronoi图出口规划43-52
• 5.1 加权复杂网络43-44
• 5.2 出口加权Voronoi图权值规则44-45
• 5.3 算法描述45
• 5.4 大型体育场人群疏散仿真研究45-51
• 5.4.1 人群的初始分布对疏散时间的影响45-48
• 5.4.2 出口条件对疏散时间的影响48-49
• 5.4.3 加权Voronoi图的出口规划疏散仿真49-51
• 5.5 本章小结51-52
• 6.结论与展望52-54
• 6.1 结论52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 作者简介60-61

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本文编号：930603