《基於可達時空域的多移動對象應急時空路徑分配算法》是依託武漢大學，由方誌祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於可達時空域的多移動對象應急時空路徑分配算法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方誌祥
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自然和人為災害應急已成為現代社會急迫的研究課題，複雜環境大量人員的應急疏散決策與安全誘導是本課題立論的一個重要科學問題。本課題針對目前應急疏散模型和交通仿真在多運動對象（包括車、人）協同時空推理能力上的不足，以及路網和建築群集成環境交通流形成機理分析的缺乏，從移動對象的時空協調角度，來研究多移動對象應急時空路徑最佳化分配模型及其算法，為複雜環境應急指揮和疏導控制提供科學合理的動態安全誘導和穩健協作的理論基礎。主要研究內容為：移動對象的可達時空域模型；基於可達時空域的移動對象時空路徑最佳化構建方法；多移動對象應急時空路徑分配算法；對提出模型和算法進行試驗分析。有助於提高交通系統多移動對象的協同時空推理能力，對探索路網和建築群集成環境交通流形成過程以及傳播特徵有積極作用，能夠提高智慧型交通系統多移動對象應急反應能力，為交通系統管理組織、安全誘導、交通流時空分配、應急反應等提供科學理論基礎和技術支持。
結題摘要
本課題針對目前應急疏散模型和交通仿真在多運動對象（包括車、人）協同時空推理能力上的不足，以及路網和建築群集成環境交通流形成機理分析的缺乏，從移動對象的時空協調角度，來研究多移動對象應急時空路徑最佳化分配模型及其算法，為複雜環境應急指揮和疏導控制提供科學合理的動態安全誘導和穩健協作的理論基礎。主要研究內容為：移動對象的可達時空域模型；基於可達時空域的移動對象時空路徑最佳化構建方法；多移動對象應急時空路徑分配算法；對提出模型和算法進行試驗分析。本項目整個研究過程比較順利，完成了全部的研究內容，取得成果包括：1）提出一種敏感的時空可達分析指標、一種基於時間地理的興趣點時空可達性表達方法；2）分析了應急疏散路徑計算算法需求與多目標要求，提出了面向高效率疏散的路網表達，在此基礎上形成了一系列的移動對象時空路徑構建算法，包括：基於時空擁擠度的應急疏散路徑分配方法、基於粒子群算法的疏散路徑計算方法、基於層次性疏散網路組織的疏散路徑蟻群最佳化算法、基於遺傳算法Pareto前沿分布的行人疏散路徑最佳化算法，以及以總疏散距離、總的危險度以及總的擁擠度為指標的行人疏散路徑最佳化模型、人車混合流疏散算法及其最佳化算法、常態下的應急車輛路徑的最佳化分配算法等等，進行了充分的對比試驗和分析，驗證了算法的有效性；3）提出疏散時空路徑分配的並行計算模型和框架結構，比如：提出了基於HEMO的多目標異構疏散模型，通過分析HEMO疏散模型的可並行性，構建了CPU+CUDA GPU異構計算架構，實現了主機端並行模型，並通過疏散解的多樣性比較，證明了該算法是快速有效的，提高了求解的速度和解的質量；4）提出了疏散時空效能評價模型，並進行了驗證，比如：提出了疏散時空效能評價模型--時空利用率模型、用於提高體育場館疏散時空利用率的行人等待模型，實現了基於勢能模型的教學樓疏散行為分析與模擬，以及人車混合疏散行為模擬與時空效能分析。結合研究成果，發表了19篇文章，參編了1本專著，畢業了3個博士和3位碩士畢業生。其中19篇文章包括7篇國外SCI/SSCI文章，3篇國核心心期刊文章，8篇國際會議論文。項目成員參與了19個國際學會會議或者國內學術會議。本項目研究有助於提高交通系統多移動對象的協同時空推理能力，對探索路網和建築群集成環境交通流形成過程以及傳播特徵有積極作用，能夠提高智慧型交通系統多移動對象應急反應能力。
