超大规模客流仿真和引导技术研究

论文摘要

组织一个会有大量人来参观的大规模活动是很有挑战性的。其中一个很重要的问题是处理过度拥挤情况的发生,这会导致非常严重的后果。我们给出了几个例子。2004年2月5号,在密云县举行的灯会展上,有30000人涌入公园,而这大大超出了公园能接纳的人数,最后在一个过度拥挤的桥上发生踩踏事件,导致37人死亡和15受伤。2006年1月12号,穆斯林教徒在举行每年一度的朝圣集会上发生踩踏事故,最终导致345人丧生。2008年8月3日在印度北部发生了严重的踩踏事故,死亡123人。在这些踩踏事故中大多发生在人口众多的国家,而且死亡和受伤的主要是妇女和儿童。作为人口众多的国家,过度拥挤情况的研究和分析更需要我们的关注。例如,现在在中国,越来越多的大规模活动会举办,例如北京2008年奥运会和之后的上海2010年世博会。因此,对过度拥挤进行定性和定量的研究是很必要的。本文研究的是针对超大规模客流时拥挤情况时进行定性和定量的分析,主要研究内容如下:本文首先介绍了大规模客流模拟仿真和应用的发展现状和课题提出的背景,论述了对大规模客流模拟仿真和引导的必要性。并从客流仿真的定义、分类、特点和框架等方面对超大规模客流模拟仿真和引导的基本原理作了详细的介绍。接着详细分析了目前有关大规模客流仿真的技术和大概原理以及实现方法,介绍了目前大规模客流仿真技术的算法原理和特点,特别对几种影响较大的客流仿真技术做了详细的介绍。在前面分析研究的基础上本文提出了自己的大规模客流仿真的框架以及详细的实现方法。建立了基于上海2010世博会园区的大规模客流仿真模型,首先提出了建立仿真模型的前提和假设,然后介绍了模拟展览馆的相关参数,最后我们描述了游客怎样选择他们参观的目标。然后给出针对基于上海2010世博会园区的大规模客流仿真模型仿真实验结果,并对其进行了分析。最后是对本文所做工作的总结,并展望了今后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 客流仿真技术发展现状
• 1.3 课题的提出
• 1.4 本文内容安排
• 第二章 大规模客流仿真技术基本原理
• 2.1 客流仿真的定义
• 2.2 客流仿真的重点发展方向
• 2.2.1 基于粒子系统的人群运动仿真模型
• 2.2.2 恐慌状态下人群撤离运动仿真模型
• 2.2.3 ViCrowd 人群运动模型
• 2.3 客流仿真的应用
• 2.4 客流仿真的框架
• 2.5 本章小结
• 第三章 大规模客流仿真模型的建立
• 3.1 客流仿真系统
• 3.2 场馆级别访问模型
• 3.2.1 实现过程
• 3.2.2 模型的重要参数
• 3.3 园区级别访问模型
• 3.3.1 概要描述
• 3.3.2 实现过程
• 3.3.3 重要参数
• 3.4 本章小结
• 第四章 仿真结果分析和优化
• 4.1 单个场馆的客流优化
• 4.2 园区的客流优化
• 4.2.1 园区客流模拟过程
• 4.2.2 仿真结果分析
• 4.2.3 优化目标
• 4.3 超大规模客流引导信息系统
• 4.3.1 客流引导系统概述
• 4.3.2 客流数据采集系统
• 4.3.3 客流数据收集与分析系统
• 4.3.4 客流引导和决策系统
• 4.3.5 多类型引导手段
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 科研项目