軌道交通車站乘客應急疏散行為建模及過程仿真研究

《軌道交通車站乘客應急疏散行為建模及過程仿真研究》是依託同濟大學，由徐瑞華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：軌道交通車站乘客應急疏散行為建模及過程仿真研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐瑞華
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

本項目以安全、有序、高效地進行軌道交通車站乘客應急疏散為背景，運用環境心理學、社會行為學理論，分析乘客應急疏散的心理和行為特點，研究應急疏散過程中乘客間的相互影響以及設施設備、引導信息對應急疏散的效果；運用粒子物理、多智慧型體仿真理論和方法，建立應急疏散過程中乘客的從眾、排他、原路返回、退避、沿牆和趨光等行為的疏散仿真模型；研究建立基於事件的多行為乘客應急疏散集成仿真模型，提出各種疏散行為的量化標準；研究模型的參數標定和驗證方法，基於現場調查、視頻分析等採集乘客行為特徵指標；研發突發事件條件下軌道交通車站乘客應急疏散仿真原型系統；基於突發事件特徵，研究仿真場景的設計方法，提出基於多場景仿真的應急疏散效果評價及應急疏散預案最佳化方法。本項目的研究成果對提高應急疏散預案的有效性、實用性以及應急疏散的效率，保障運營安全具有重要的理論意義和實踐指導作用。同時，研究成果也可適用於其它類型的人員應急疏散。

結題摘要

軌道交通車站乘客應急疏散行為及過程仿真研究對最佳化車站結構、最佳化疏散預案、提高疏散效率以及保障乘客出行安全具有十分重要的意義。本課題從車站應急疏散實際需求出發，重點研究了關鍵突發事件的特點及其影響、應急處置方式，提出了應急條件下的乘客行為及疏散過程的仿真建模理論和方法，進行了應急疏散過程的仿真實現。主要研究成果如下： （1）重點針對軌道交通車站火災、爆炸和煙氣等三類關鍵突發事件，分析了突發事件的特點，建立了火災、爆炸和煙氣事件模型，建立了考慮信息發布、停止站外乘客進入、疏散設施開閉和疏散引導等四種應急處置措施的仿真表達。 （2）提出了車站乘客應急疏散行為及過程仿真的三層架構模型：疏散行為決策層、疏散行為控制層和疏散行為執行層。行為決策層考慮乘客心理因素，利用“前景理論”實現乘客疏散行為的選擇和切換；行為控制層實現乘客的最近、回返、從眾、退避和均衡疏散等5種行為的仿真；行為執行層運用A*算法和社會力模型完成路徑規劃，實現仿真箇體的位移與避讓。 （3）建立了乘客應急疏散過程中站台站廳、換乘通道的出口選擇模型，通過調節模型中的乘客感知和判斷係數、乘客心理和外界環境等參數，可仿真乘客在各種疏散策略組合的作用下，所表現出的目標決策行為；建立了基於危險源影響的乘客應急疏散走行行為模型，可仿真乘客面對危險源時的各種行為反應。 （4）建立了車站應急疏散仿真評價指標體系，從平均密度空間分布、最大密度空間分布、高於指定密度的空間分布、速度空間分布、疏散效率、空間利用率和車站各設施、設備的疏散效率等方面，定量評價乘客應急疏散行為及應急措施效果，為最佳化應急疏散預案提供定量依據。 （5）在常態客流仿真軟體StaPass的基礎上開發了相應的疏散客流仿真模組，實現了對軌道交通車站客流在常態、應急疏散等不同場景下的客流仿真。套用該系統已對國內數十個軌道交通車站進行了仿真分析及評價，取得了明顯的實用效果。