随着经济的发展,城市化进程的加快,人员高度聚集于某个场所已成为生活的常态,这也为人员应急疏散提高了难度。一旦发生紧急事件,若不能及时疏散,无疑会造成重大的人员伤亡及财产损失,因此开展人员疏散动力学方面的研究十分有必要。近些年来,许多学者在此方面做了大量的研究,并取得了许多重要的研究成果,但由于行人疏散过程的复杂性,依旧有许多问题未做进一步的研究。环境熟悉度以及引导作用是影响人员疏散的关键因素,本文在前人研究的基础上,建立了考虑环境熟悉度与引导的人员疏散元胞自动机模型。主要工作如下:
(1)构建了考虑环境熟悉度与引导的人员疏散元胞自动机模型。模型引入环境熟悉度的概念,将人员划分为熟悉环境行人与不熟悉环境行人两类,不同的行人能采取不同的疏散策略;基于引导标志有向性构建了引导场,并将引导场与静态场及动态场相结合,使行人能够跟随引导移动。
(2)构建了不同的仿真场景,研究了场景中有无障碍物存在情况下环境熟悉度变化以及引导作用存在对人员疏散的影响。仿真结果表明:相同条件下,行人环境熟悉度越高,场景汇行人疏散越快;引导作用存在使得不熟悉环境行人跟随引导移动,提高了场景中的人员疏散效率;相比于无障碍物存在场景,环境熟悉度变化以及引导作用存在对于障碍物存在场景影响更大。
(3)对不熟悉环境行人疏散策略进行了研究。不熟悉环境行人分别采取四种不同疏散策略:自主移动疏散策略、跟随行人移动疏散策略、寻墙沿墙移动疏散策略以及跟随引导疏散策略,在不同仿真条件下对四种不同疏散策略进行对比分析。仿真结果表明,四种疏散策略中不熟悉环境行人采取跟随引导疏散效率最高。
(4)将引导标志布局、引导标志数量、引导标志作用范围、引导标志可识别性归纳为引导有效性,基于控制变量思想进行仿真实验,研究了引导有效性对人员疏散影响。仿真结果表明:选取的3种引导标志布局中布局3人员疏散效率最高;相同引导标志布局下,人员疏散效率随引导标志数量增加,引导标志作用范围的增大而提高;相同工况下,引导标志可识别性越高,人员疏散效率越高。