突發事件中人群聚集行為動畫模型研究

《突發事件中人群聚集行為動畫模型研究》是依託寧波大學，由劉箴擔任負責人的國家自然科學基金資助面上項目。

基本介紹

• 中文名：突發事件中人群聚集行為動畫模型研究
• 依託單位：寧波大學
• 項目負責人：劉箴
• 項目類別：面上項目

項目簡介

面對我國嚴峻的公共安全形勢，制定突發事件的應急預案具有重要的現實意義。在突發事件中，人群處於一種非理智的狀態，人群的聚集行為特徵有別於通常的人群運動，容易導致人群擁擠或對抗。已有的各種人群模型數據不是從真實的突發事件中獲取，而是演習中的數據或者經驗數據，未能充分考慮人群中個體的差異和情緒感染，對於由此而引發極端後果缺乏研究，難以表現突發事件中聚集行為的混亂特點。本項目針對現有人群模型在其假設條件、研究範圍等方面的不足，擬從行為動畫角度開展研究。利用真實的突發事件監控錄像，並結合其他實驗手段來收集分析人群聚集行為數據。擬建立個體的認知結構和人群聚集行為模型，構造考慮情緒感染因素的運動導航模型。實現聚集行為動畫引擎，採用三維可視化方式模擬突發事件下人群聚集行為過程,用戶可以通過調整群體參數來觀察聚集過程，預測可能的極端後果。項目的研究成果有望為人群聚集行為應急管理提供形象的分析工具。

結題摘要

隨著中國城市化的發展，人群密集場所日漸增多，給城市的公共安全管理帶來了新挑戰。制定人員密集場所的應急預案具有重要的現實意義。在人群擁擠事件發生時,事發人群的行為特徵有別於正常的人群,容易導致人群陷入消極情緒，已有的人群仿真方法未能充分考慮人群個體之間的情緒感染,對人群擁擠的極端後果缺少研究。 由於人群行為的多樣性，通過實際演練很難發現各類突發事件中人群的可能風險，加上場地、經費、安全性的限制，實際逃生演練無法大面積推廣。為了科學地制定人群應急預案，本項目開展了突發事件下人群行為仿真方法研究。 通過對典型突發事件的案例分析，分析總結視頻監控中人員的逃生行為，探尋人群逃生規律。並結合老鼠逃生實驗，通過對動物實驗和突發事件視頻的分析，總結概括了人群緊急情境下的逃生行為特徵。 採用多智慧型體方法，提出人群在突發事件下的行為模型，充分考慮人群個體的心理因素、現場是否存在管理人員等因素。提出了人群緊急情況下的導航方法，構建了人群情緒感染模型，該模型可以模擬人群緊急狀態下群體的相互影響。研製了人群行為仿真軟體系統原型。針對地震、火災、恐怖攻擊等事件，結合不同的事件場景，如火車站台、軌道交通、交通路口、教室、超市等開展可仿真算法實驗，通過對比分析，驗證了所提出方法的有效性。 針對現有逃生教育的不足，提出了採用虛擬仿真技術輔助逃生教育。此外，針對突發事件場景中流體現象的模擬，開展了流體渲染加速方法研究。基於物理模型的流體動畫可以增強數值仿真的真實感。結合粒子動畫、物理模型計算和圖形渲染技術，研製了一個人群逃生教育虛擬仿真軟體，可用於模擬地震、火災、爆炸、落水等緊急事件景象。結合心理學原理和方法，在逃生軟體的劇情設計中，充分考慮了人群的典型逃生行為，有望為突發事件的逃生教育提供一種新手段。