基于元胞自動機的機械車間緊急疏散建模研究
發(fā)布時間:2018-05-28 04:07
本文選題:元胞自動機 + 疏散模型; 參考:《貴州大學》2015年博士論文
【摘要】: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,當內外力共同作用時,簡單個體行為將演化為復雜的群體行為,使問題復雜化而難于處理。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)的合作和引導規(guī)律,具體研究內容如下:(1)針對動態(tài)參數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的變化規(guī)律。(2)在基本疏散模型的基礎上,考慮心理學對疏散的群體行為的結論,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,研究了收益系數與合作頻率和疏散時間的關系,探討了不同模仿系數時,出口寬度與合作頻率的關系。(3)在博弈演化疏散模型基礎上,采用群智能算法分類優(yōu)化個體選擇,建立了引導者的博弈演化疏散模型。結合機械車間的環(huán)境特點,利用該模型仿真實驗,研究了引導者個數與疏散時間和合作頻率的關系,并探討了不同引導者數目時,權重系數與疏散時間的關系。(4)把以上三種模型綜合應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數據對比,進行相關分析,驗證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規(guī)律,建立了考慮合作和引導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共起作用時,機械車間的安全疏散機制,研究發(fā)現(xiàn):(1)通過對博弈收益系數c的合理調整,可以得出較高的合作比例,而合作有助于疏散。(2)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度下降,導致效率疏散降低。因此,越擁擠,群體選擇合作,更容易讓個體逃生。(3)要獲得最佳疏散效率,引導者的數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,引導者數量越多,疏散效率反而越低。本論文的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在:(1)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結果。(2)借鑒群智能算法更新公式優(yōu)化規(guī)則,建立了同時考慮合作和引導特性的機械車間的博弈演化疏散模型,得到了機械車間的安全疏散機制,探索了通過簡單方法定性研究疏散系統(tǒng),豐富了該領域的研究方法。本文研究的結論支持了心理學關于疏散中群體行為的觀點,擴展了對個體行為與群體行為關系的理解,一定程度上對大規(guī)模群體疏散和疏散預案提供理論支撐,尤為提高疏散效率的機械車間的設計和布局提供理論依據及技術支持。
[Abstract]:In this paper , based on the basic evacuation model , the relationship between the exit width and the cooperation frequency is studied . ( 2 ) In order to get the best evacuation efficiency , the greater the number of guide persons , the lower the evacuation efficiency .
【學位授予單位】:貴州大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TU998.1;TH18
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本文編號:1945201
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