基于改进社会力模型的人群疏散研究

针对社会力模型在模拟人群恐慌时可能出现的一些问题,文章考虑行人心理对恐慌行为的影响,并结合模型复杂度,对原始社会力模型进行了改进.基于改进的社会力模型,首先研究单出口房间的人群疏散,在人群密度大的情况下重现了‘欲速则不达'现象.进一步,考虑了视野受限情况下双出口大厅的人群疏散,研究了行走方式、出口位置、从众行为的影响.仿真发现:沿墙走策略优于遇墙折回策略,两侧出口的大厅比同侧出口的大厅更利于人群疏散,而从众行为是否有利于快速疏散依赖于人群密度.最后,以上海南京东路地铁站为场景对若干疏散方案进行了研究.     

基于传染病模型的恐慌情绪研究

针对突发事件下群体恐慌情绪影响群体行为反应问题,根据现实恐慌情绪特点,结合心理学人格特征理论,将复杂群体分为松弛型群体和急躁型群体,借鉴传统传染病SIR传播模型,引入群体与环境的影响因素κ,建立恐慌情绪传播模型.数值模拟结果表明:急躁群体的感染和恢复过程比较强烈,而松弛群体情绪比较稳定,恐慌情绪恢复较为缓慢;感染率对恐慌情绪传播具有双重作用,一方面提升恐慌情绪传播速度,另一方面增加群体情绪恢复能力;恢复率的提升加快恐慌情绪的传播,同时有效降低恐慌程度;增加接触率能够促进恐慌情绪传播,提升恐慌程度.     

基于传染病模型的恐慌情绪研究北大核心CSCD

针对突发事件下群体恐慌情绪影响群体行为反应问题,根据现实恐慌情绪特点,结合心理学人格特征理论,将复杂群体分为松弛型群体和急躁型群体,借鉴传统传染病SIR传播模型,引入群体与环境的影响因素κ,建立恐慌情绪传播模型.数值模拟结果表明:急躁群体的感染和恢复过程比较强烈,而松弛群体情绪比较稳定,恐慌情绪恢复较为缓慢;感染率对恐慌情绪传播具有双重作用,一方面提升恐慌情绪传播速度,另一方面增加群体情绪恢复能力;恢复率的提升加快恐慌情绪的传播,同时有效降低恐慌程度;增加接触率能够促进恐慌情绪传播,提升恐慌程度.     

受时滞影响的双个体自组织系统的集群性

研究了受Motsch-Tadmor影响函数控制和处理时间延迟影响的双个体Cucker-Smale自组织模型,将现有的充分性结果进行了推广,给出了双个体自组织系统产生集群行为的充分必要条件,同时也揭示了时滞的大小对系统集群性的影响.数值模拟验证了结果,并表明在固定初始条件和参数的情况下,时滞的变化会导致系统出现集群行为,集群行为消失,周期振荡等分支现象.     

基于SBM模型的水污染物排污指标分配实证研究

文章应用非期望产出的SBM模型来评价企业的水环境绩效,并将评价结果与传统的DEA评价方法(CRS和VRS)进行比较分析,最后以此进行排污指标初始分配,以佛山市南海区皮革企业为例,进行了实际应用.结果表明,方法的模拟分配结果在公平的基础上,企业环境效率越高,可分配到的COD和NH3-N排放指标也越高,这对企业治污起到激励作用,效率评价以MaxDEA pro软件运算,易于操作.     

场馆人员疏散的元胞自动机模拟

在人口密集场所(馆)观众席位区及疏散通道分布模拟图的基础上,应用数据库技术结合元胞自动机模拟了场馆中人员的疏散情况,并针对场馆发生突发事件后,在疏散过程中某个出口堵塞的情形进行了模拟,模拟结果可以记录人员疏散的轨迹,为突发事件发生后人员疏散应急方案提供参考.     

自然灾害区域疏散的预警优化模型研究

在可预知的灾害来临前,交通堵塞问题是影响应急疏散效率的主要因素。在灾前防御阶段,有策略的发布预警消息可以使疏散更加有秩序的进行,从而提高疏散效率。本文为区域应急疏散预案构建了应急疏散预警发布研究框架,首先建立了避难点分配模型,将其结果代入到疏散预警模型,来优化特定地区预警发布时间和类型。其中,预警模型加入了时间成分,构建成了多时段模型,并使用贪婪的启发式搜索过程求解非线性的公式。最后,通过算例分析了模型算法的应用范围及其可行性,并用模拟退火算法进行了计算,验证了本算法的有效性。本研究更改以往在同一时间通过全部渠道发布消息的方式,通过疏散预警信息的发布策略的优化,可以有效避免在区域内大规模人群同时出发所导致的交通拥堵现象,为政府制定科学的应急疏散预案提供理论和技术支持。     

基于恐慌情绪的竞争合作交替下的阶段结构切换模型

提出基于恐慌情绪的竞争合作交替下的阶段结构切换模型.根据竞争与合作将模型分为两个阶段:在第一阶段,用比率依赖型的函数来表示官方舆论场与恐慌竞争的交互作用;在第二阶段,用传染病模型中的双线性关系函数来表示民间舆论场与恐慌合作的交互作用.在恐慌传播的演变过程中,假设每个阶段的周期时间是相同的.这两个阶段通过每个过程的终端时刻连接且切换.证明模型有界性、持久性和灭绝性.数值模拟验证理论结果,描述了突发事件下恐慌情绪传播的规律,并说明交互系数这一参数对模型动力学的影响.本文的研究为政府在应对突发事件时能够及时做出有效决策提供理论依据.     

人口密集场所紧急疏散问题的数学模型及其优化解

在人口密集场所(馆)观众席位区及疏散通道分布模拟图的基础上,着眼于紧急疏散方案制定中的主要问题,分析人群疏散过程中的主要矛盾,建立了属于非线性规划问题的人员紧急疏散的数学模型.在转化为整数线性规划问题后,可用分枝定界法求解,并用L ingo计算程序实现.所求得的最优解为布局比较简单的场馆制定紧急疏散方案提供了依据.     

基于灰色拓扑的中国交通事故死亡人数预测模型

在对我国108个月(2003年1月-2011年12月)交通事故死亡人数统计资料时序分布特征分析基础上,选取一组阈值,建立不同阈值所对应的时间序列GM(1,1)模型群,基于灰色拓扑预测理论方法,同时运用MATLAB软件,对我国交通事故死亡人数进行了分析预测,用此模型群对未来可能出现一定阈值范围内死亡人数的年份和月份进行预测.结果表明,所建立的灰色拓扑预测模型的检验精度都达到"好"的标准,可供交通部门参考.     

需求不确定条件下社区应急疏散协作调度优化模型

质量安全、自然灾害、公共卫生等突发事件社区应急疏散中的灾民数量具有不确定性,但目前的研究很少关注多种运输方式协作的应急疏散中灾民数量的不确定性。针对灾民数量的不确定性,以疏散灾民数量最大化,以及疏散成本最小化作为优化目标,,该文构建了多种运输方式协作的社区应急疏散模糊机会约束规划模型。在模型求解时,论文使用自适应遗传算子对多目标遗传算法进行改进,以提高算法优化效率。最后,论文使用算例对提出的模型进行验证,证明了该模型和方法可以有效完成需求不确定条件下的社区应急疏散协作调度优化工作。     

直接数值模拟／大涡模拟中数值误差影响的研究

通过比较湍流的能谱和总动能,对数值误差(包括混淆误差、离散截断误差)、亚格子模型以及它们之间相互作用对直接数值模拟和大涡模拟的影响进行了系统研究.算例采用了三维各向均匀同性湍流.为了研究复杂几何形状,数值格式采用了谱方法和Pade紧致格式.大涡模型采用了truncated Navior-Stokes(TNS)模型结合Pade离散滤波器.结果表明直接数值模拟中离散误差对结果有很大影响,低阶格式会导致计算发散.而大涡模拟中亚格子模型不仅能表征小尺度对大尺度的影响,而且还缓解了数值误差对计算结果的影响.因而低精度格式也可取得不错的结果.     

基于社会力模型的多出口场馆人员疏散问题

考虑基于社会力模型的多出口场馆的人员疏散问题.首先对社会力模型进行改进,包括个体之间的相互作用力和他们的相对位置有关,个体的期望速度随时间变化等.然后,针对多出口情形,定义动态变化的视野范围,综合考虑个体到出口的距离、个体视野范围内的人数和人群密度等因素,建立最优化模型描述个体选择目标出口的过程.最后,仿真结果表明,上述模型可以模拟出多出口的体育场馆中的疏散场景,该模型可用于体育场馆的建设评估及为现场指挥预案的制定提供依据.     

基于随机模拟评价的城市道路应急疏散能力研究

基于经典综合评价理论和Monte-Carlo模拟技术,以速度、时间负荷裕度、空间负荷裕度、畅通可靠度、行程时间可靠度等5个因素作为评价指标,建立了城市道路应急疏散能力随机模拟综合评价模型.该算法通过自主优势量矩阵和优势权向量计算,利用随机模拟技术求解被评价对象之间优劣关系的优胜度矩阵,从而得到被评价对象的综合评价向量.研究表明,在评价结果一致的前提下以优胜度矩阵形式表示的评价结果比其他常规方法,提供的信息更加丰富,充分反映了受多种因素综合影响的城市道路应急疏散能力评价的客观实际情况,研究结果可为城市道路应急疏散能力安全运行和升级改造提供决策依据.     

震后大型商场人群疏散演化博弈分析

地震发生后,为了减少地震带来的损失,大型商场人群需要及时进行疏散.主要对商场中疏散出口位置上的疏散行为进行研究.首先分析了地震后商场人群的疏散场景;然后从疏散心理效用角度构建了疏散行为模型,并基于演化博弈分析人群疏散行为演化情况,结果表明,自组织情况下,商场人群不能向有序疏散演化;而通过商场工作人员引导疏散,修正模型,其引导力度决定着疏散演化的结果;最后,通过仿真分析,说明商场地震人群疏散演化博弈模型的适用性.     

具有HollingⅡ型功能反应和Allee效应的捕食系统模型

利用计算机模拟方法研究一类离散种群相互作用模型的动态复杂性.通过理论推导建立食饵具有Allee效应和HollingⅡ型功能反应的自治捕食系统模型,用Matlab软件模拟离散种群的生长状态,探索研究参数的变化对种群大小的影响,阐释Allee效应及HollingⅡ型功能反应在种群间相互作用模型中的重要性.研究结果表明:1)当处理时间处于有效区间内时,处理时间越大种群的稳定共存参数域越大;2)Allee效应的引入使种群的动态行为更为复杂,从而增加了捕食者种群的灭绝风险;3)系统受强Allee效应的影响,种群会出现提前分叉现象,如果继续增加Allee效应就会导致种群灭绝;4)强Allee效应更容易使种群趋向灭绝.所得结论在丰富生态学理论的同时,提出了保护生态学的重要依据.     

基于灰色动态模型的丽江旅游人数预测研究

介绍了累加数列的生成,以及GM(1,1)模型的建立.通过丽江市统计局获得从2005到2011年的旅游人数.以2005年至2011年的旅游人数为基础建立GM(1,1)模型,通过ma,tlab软件进行求解,可得丽江旅游人数的规律.通过分析模型的残差、相对误差、级比偏差,可以看出该模型的精度较高,可以用来预测2012年以及以后丽江每年的旅游人数.     

T型行人流通道建模及滑模控制方法北大核心CSCD

对行人在不同通道结构中的疏散方式的研究,在优化通行效率,避免事故发生以及设计通道结构中都具有重要价值.首先,基于行人流宏观模型和质量守恒定理,建立了一个具有数个可控出入口的T型通道行人流模型.然后,以避免拥堵并且最大化整体模型通行量的控制目标,采用级联的方式,设计了一种滑模控制器,用李雅普诺夫稳定性原理证明了系统的稳定性,同时采取了边界层的方法来抑制抖振现象.最后,进行了数值仿真,结果表明,滑模控制器达到了控制目标,并且边界层方法有效地抑制了控制器的抖振.     

T型行人流通道建模及滑模控制方法

对行人在不同通道结构中的疏散方式的研究,在优化通行效率,避免事故发生以及设计通道结构中都具有重要价值.首先,基于行人流宏观模型和质量守恒定理,建立了一个具有数个可控出入口的T型通道行人流模型.然后,以避免拥堵并且最大化整体模型通行量的控制目标,采用级联的方式,设计了一种滑模控制器,用李雅普诺夫稳定性原理证明了系统的稳定性,同时采取了边界层的方法来抑制抖振现象.最后,进行了数值仿真,结果表明,滑模控制器达到了控制目标,并且边界层方法有效地抑制了控制器的抖振.     

系统生物学中的随机微分方程数值仿真算法

系统生物学中的诸多现象,如生物化学反应过程、生态系统的演变、传染病的传播等,都可以用随机微分方程来描述.由于考虑了随机因素的影响,随机微分方程模型往往能比确定性的微分方程模型更为准确地刻画变量随时间的演化规律.但是随机微分方程的真解大多不可得到,有的即使可以求出真解,但解的形式极其复杂,用起来十分不便.因此,在计算机上对其进行数值仿真就显得十分必要.系统生物学中的随机微分方程模型一般呈现出高维、高度非线性、真解位于某些特定的区域等特点,对它们的数值模拟需要做专门的研究.本文概述求解几类常见的系统生物学模型(生物化学反应模型、生态系统模型、传染病模型、群体遗传学模型、细胞分化模型)的数值算法及这些数值算法各自的优缺点.