【摘要】：復(fù)雜建筑的安全疏散設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的工作,安全疏散的路徑選擇通常受到疏散現(xiàn)場(chǎng)物理因素、疏散人員社會(huì)行為等因素的影響。在現(xiàn)有的智能算法中,蟻群算法所具備的正反饋并行計(jì)算的特點(diǎn)使其成為路徑選擇問(wèn)題求解的常用算法之一,可以充分考慮疏散現(xiàn)場(chǎng)物理因素對(duì)安全疏散路徑選擇的影響,但疏散人員的社會(huì)行為在其中無(wú)法表達(dá)。因此,在蟻群算法中引入Agent理論,將物理因素與疏散人員的社會(huì)行為進(jìn)行結(jié)合研究。蟻群算法與Agent理論的結(jié)合運(yùn)用在計(jì)算機(jī)路由問(wèn)題、智能制造領(lǐng)域等都有相關(guān)的研究,但在安全疏散領(lǐng)域中的研究幾近空白,因此將蟻群算法與Agent理論結(jié)合運(yùn)用于安全疏散路徑研究中有十分重要的價(jià)值�；谝酝鶎�(duì)蟻群算法的優(yōu)化方法,改進(jìn)其數(shù)學(xué)模型以適應(yīng)安全疏散路徑選擇問(wèn)題。在蟻群算法運(yùn)行初期,存在信息素重復(fù)疊加、尋找路徑慢等問(wèn)題,對(duì)此,本文進(jìn)行了去除重復(fù)節(jié)點(diǎn)和簡(jiǎn)化復(fù)雜路徑的優(yōu)化,以此提高最優(yōu)路徑的尋找速度和算法的收斂速度,確保輸出的結(jié)果為最短路徑。在matlab中進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程模擬,驗(yàn)證算法的可行性和有效性。為了將疏散過(guò)程中人群的社會(huì)行為這一因素融入到問(wèn)題的研究中,本文基于改進(jìn)的蟻群算法,引入Agent理論,搭建安全疏散人群模型。所搭建的人群模型具有感知、決策、運(yùn)動(dòng)三個(gè)子系統(tǒng),Agent個(gè)體通過(guò)感知系統(tǒng)從外界獲取信息并傳遞到?jīng)Q策系統(tǒng);在決策系統(tǒng)中將外界信息與基于改進(jìn)的蟻群算法得到的安全疏散路徑進(jìn)行比較分析,基于行為規(guī)則庫(kù)進(jìn)行決策判斷,運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)做出排隊(duì)、競(jìng)爭(zhēng)出口等社會(huì)行為,形成基于Agent系統(tǒng)下的新蟻群算法安全疏散路徑選擇模型,為下文的實(shí)例求解做好充分的準(zhǔn)備。為驗(yàn)證本文提出的安全疏散路徑選擇模型的可行性,在BIM環(huán)境下進(jìn)行不同條件的安全疏散仿真模擬,通過(guò)對(duì)有無(wú)Agent系統(tǒng)進(jìn)行安全疏散仿真模擬,對(duì)得到的疏散路線進(jìn)行比較分析得到結(jié)論:在Agent系統(tǒng)下,疏散路線更加符合真實(shí)疏散情況,疏散效率更高;對(duì)不同的起火區(qū)域進(jìn)行安全疏散仿真模擬,疏散人群能夠有效的避開(kāi)起火區(qū)域選擇疏散路徑;對(duì)不同的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)起火條件進(jìn)行安全疏散仿真模擬,驗(yàn)證了模型的廣泛適用性。綜上所述,本文所提出的安全疏散路徑選擇模型具有一定的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義,為安全疏散預(yù)案設(shè)計(jì)提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU998.1
【圖文】：

（a） （b）圖 2-1 蟻群覓食路徑尋優(yōu)示意圖當(dāng)最短路徑上出現(xiàn)無(wú)法通行的情況時(shí)，螞蟻會(huì)迅速地進(jìn)行新的路徑探索。螞蟻繞過(guò)障礙物，一定時(shí)間后，在最短路徑上的信息素濃度必然要高于其他路徑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的正反饋?zhàn)饔煤�，螞蟻的路徑選擇會(huì)收斂于最短路徑上，如圖 2-2所示。（a）

（c）圖 2-2 蟻群算法最短路徑收斂示意圖的特點(diǎn)程中信息的傳遞體現(xiàn)出很強(qiáng)的正反饋?zhàn)饔孟嗪献骶哂幸欢ǖ南嗨菩�。因此，將蟻群算是比較適合的。蟻群算法具有的自組織性和行從無(wú)序到有序的動(dòng)態(tài)演化，從而找到最優(yōu)的搜索全局最優(yōu)解的能力，其正反饋機(jī)制搜索效率；并行性，在算法求解的過(guò)程中，蟻群通過(guò)作，進(jìn)行同時(shí)計(jì)算，有助于快速獲取最優(yōu)，算法的適用范圍廣，在實(shí)際問(wèn)題的運(yùn)用

圖 2-3 疏散場(chǎng)景柵格圖柵格化之后，以疏散者所在位置為中心，其可以擇，即可向八個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)。疏散場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)每個(gè)柵格進(jìn)行屬性賦予。一個(gè)柵格即為一個(gè)節(jié)點(diǎn)1,2,…,24)表示圖 2-3 中的柵格，同時(shí)對(duì)應(yīng)圖 2-4 中點(diǎn) Vb，柵格“24”為目標(biāo)節(jié)點(diǎn) Ve，其中黑色柵格示有障礙物，不可通行，其他白色柵格為普通柵格

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2802576