论文摘要
随着经济的发展、社会的进步,我国工业化进程的不断加快,人员密集公共场所突发事件中人群疏散、工业领域突发灾害环境下人员逃生已成公共安全领域难题。由于疏散过程存在很大的安全隐患,一旦处理不当,则会出现误导或导致严重后果,做好紧急情况下疏散预案显得尤为重要。近年来,人群疏散已成为公共安全领域研究的一个热点,而且工业领域突发灾害时的人员逃生也是一个亟待解决的课题。因此,对人群疏散进行深入研究具有极大的现实意义和实用价值。与一般的科学研究对象不同,人群,特别是疏散中的人群与突发事件相关联,无法利用人群直接真实模拟提出疏散预案,另外模拟期间也潜伏着许多不安全因素,一旦实验失控容易造成人员伤亡。因此,目前灾害情况下的人群疏散预案研究主要还是借助于计算机仿真来实现。本文结合我国海洋平台设计中提出的“多种灾害环境下平台人群疏散仿真研究”需求,完成如下几个方面的研究工作：本文深入研究了人与人之间碰撞的真实性、受外界压力与心理因素影响情况下人行为的反应、以及在工业领域中突发灾害时人群逃生过程这三个人群行为学领域及提高工业作业场所安全性方面的瓶颈问题,确定了现有方法存在的不足；在避碰方面,结合美国北卡大学GAMMA实验室的相对速度障碍算法,针对由于对象的优先级不同在避碰时产生抖动问题,提出了改进的相对速度障碍算法。针对有障碍物的狭小复杂场景中,对象会出现拥堵甚至卡死的现象,为了更逼真有效的模拟对象的行进过程,本文提出了路径规划的导航算法。确定了对象在障碍物周围的最佳运动方向。并把人群避碰与路径规划相结合,从而在狭小复杂场景中实现了较为真实的群体运动仿真。针对工业领域中发生灾害时人员紧急逃生的模拟问题,本文对多种灾害类型建立了不同的压力源理论模型：动态压力源、随机压力源、多压力源等。并进一步将建立的压力源模型应用到人群行为仿真中,提出了多源动态压力下人群安全疏散仿真,完成了系统的开发；将本文开发的基于多压力源的人群行为仿真模型应用到海洋平台设计过程中,通过对海洋平台的系统建模,针对海洋平台上发生多种灾害时,工作人员的逃生过程进行模拟,以及海洋平台生活区火灾时人员的逃生仿真。为海洋平台的设计阶段提供了强有力的理论依据,并能大大降低潜在安全隐患所导致的人员伤亡。本文研究工作已在海洋平台设计中得到应用。论文的相关研究成果在工程上对各种场景的突发灾害事故进行科学有效的预警和事故控制具有良好的理论指导意义和工程应用价值。