[發明專利]基于疏散對象社會力演化博弈模型的建筑物災害疏散模擬方法

在審

• 申請號: 201810734811.2
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109271650A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 滄州子芩信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/26
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙) 11583
• 代理人: 李麗

1.一種基于疏散對象社會力演化博弈模型的建筑物災害疏散模擬方法，其特征在于，包括：

建立疏散對象社會力模型；

利用博弈論，將人們在出口處的行為分為兩種:合作行為和競爭行為，然后建立基于疏散對象社會力模型的演化博弈模型，采用元胞自動機再現人們之間的合作與競爭行為；

根據接收到的相關參數獲取所有疏散對象所受的社會力的合力并保存，利用其中的最大合力值獲取時間步長，確定疏散對象在該時間段內的期望速度以及在該時間段后的期望位置；

當疏散對象確認前進時，更新疏散對象的位置，并更新其速度；當不前進時，僅更新疏散對象的速度；

當所述疏散對象完成在當前建筑中的疏散后，結束本流程；否則循環執行本流程。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立疏散對象社會力模型包括：(1)首先建立正常情況下的疏散對象社會力模型，即正常行走速度情況下，人與人之間保持一定距離，沒有碰撞產生的擠壓力的情況下疏散對象社會力模型，記行人在時刻t的位置為α＝1,L,N，下面分析行人α所受到的社會力，這里是表示疏散人期望運動方向的單位向量；

(2)然后建立在緊急情況下，行人之間有肢體接觸r_αβ＜d_αβ，在這個情形下，出現了新的肢體的相互作用力(即人與人之間的摩擦力)：

第一項來源于肢體的互相擠壓，第二項來自于相對切向運動的阻礙，其中：這里K是很大的系數，H是Heaviside函數。同樣的考慮建筑物對行人的接觸作用(即人與建筑物的摩擦力)，記為法方向，為切方向，則相應的摩擦力修正為：

或，

除了上述正常狀況下的參數外，還有：肢體擠壓的彈性系數K；滑動摩擦系數k。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述正常情況下的疏散對象社會力模型包括：(1)在未受干擾的情況下，行人將會沿著期望的運動方向以固定的速率前進，即受環境的影響，通常真實的速度會偏離期望的速度行人會趨向于在一定的緩沖時間τ_α內修正這個偏差，從而有了第一種驅動力，該項力可以按如下描述：(2)部分的社會力來源于行人希望與他人保持一定距離，記行人α的身體半徑為d_α，則對行人α而言，由于行人β而受到的排斥力，即人與人之間的心理作用力如下描述：這里A_α表示對行人α而言的排斥強度，R_α表示產生排斥效應的半徑，兩者都屬于個體參數；是兩個行人之間的質心距離，d_αβ＝d_α+d_β是身體半徑之和，在上述公式中，是從行人β指向行人α的單位向量，隨時間變化，其定義如下：(3)環境影響力：表示的是疏散人避免和各種環境中的因素碰撞的能力。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取疏散對象，即疏散對象的社會力合力具體包括：分別計算所有疏散對象的自驅動力、人與人之間的心理作用力、摩擦力、人與建筑物之間的心理作用力、摩擦力，以及隨機擾動力，得到上述所有力的合力F并保存，并獲取所有疏散對象中的最大合力值FMAX。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于疏散對象社會力模型的演化博弈模型包括：在整個緊急疏散過程中，待疏散人員不斷進行策略上的更新，在不同的時間和空間形成博弈關系，進而產生人們之間的爭搶行為和合作行為：(1)合作行為即使在極端危急時刻也會存在，但隨著危急程度的增加而降低，并且疏散時間會隨著環境危急程度的增加而變長；(2)疏散過程中，合作行為受到人們過分理性的抑制，并由此導致延長疏散時間，一定程度上，過分理性導致災害發生；(3)隨著人群從眾程度的增加，合作比率隨之增長，表明從眾行為促進待疏散人員之間的合作，同時疏散時間也會隨從眾程度的增加而延長，特別是在理性程度比較高時更為明顯。