基于应急疏散Agent的城市避难所空间选址研究

The problem of urban spatial location-allocation of shelters is always a hot spot in field of hazard prevention and urban security. Location-allocation of urban shelters should hold the objective that effectively evacuating and helping settle down refugees. But recent researches neglect integrated modeling of urban emergency evacuation and taking refuge. Moreover, the methods of location-allocation in the field are relatively traditional. Few research case studies utilize intelligence methods. Under these circumstances, the project is based on Agent technology, 3D GIS and remote sensing; integrate image data, population distribution data, traffic network data and expert knowledge data. It applies the method of simulation by agent of emergency evacuation to build the spatial location-allocation model of urban shelters, to implement the generation of spatial distribution of different kinds of shelters. It also utilizes simulation methods to conduct verification of the results. The project will also have a case study in Shanghai, which can provide proposals for local planning and allocating of shelters. This project will enrich the methods of urban spatial location-allocation and practical technical foundations. It will be a good reference for location-allocation work of shelter in other regions of China.

城市避难所的空间选址问题一直是灾害防治和城市安全研究领域的热点问题。城市避难所的选址必须以有效的人员疏散安置为目标。但是目前缺乏城市应急疏散和防灾避难的综合建模研究，在选址方法上比较传统，利用智能式方法来展开研究的实例还比较少。在这种情况下，本课题拟在Agent技术、三维GIS和遥感等技术的支持下，整合遥感影像数据、人口分布数据、交通路网数据和专家知识数据等，以应急疏散人员Agent模拟为方法，建立城市避难所空间选址模型，实现多种避难所空间布局的演绎生成,并通过仿真模拟来完成选址的检验。课题还将以上海市应急避难所空间选址分析为案例，为当地的避难所规划与配备提供参考方案。通过本课题的研究，将丰富城市避难所选址的相关理论与可操作性的技术基础，并为我国其他地区开展避难所的选址工作提供借鉴与参考。

城市避难场所建设是现代城市规划与灾害防治中的重要工作。对城市避难场所空间配置的评估与选址是避难场所建设中的基础性工作。本项目研究了一种利用智能体技术，动态地模拟每个居民应急避难的疏散过程，来实现城市避难场所空间配置评估与选址的新方法。本研究设计了三类智能体：避难场所智能体、政府智能体和居民智能体。避难场所智能体能为不同的灾种在特定的用地类型中选择备选避难场所。政府智能体负责发布应急管理相关的法规，并根据行政界线和路网距离，为居民分配对口的避难场所，也即划定避难场所的服务范围。居民智能体则具有年龄、位置、行走速度等一系列的属性，和具备一系列等同的行为规范。比如寻找去往避难场所的路径；在人群拥挤时降低行走速度；帮助老人和儿童等。整合这三种具有交互作用的智能体，实现人群疏散过程模拟，和避难场所的动态配置评估。基于评估结果，提出调整措施，并利用多准则决策法，提出避难场所新增方案。以提出的调整措施和方案为依据，更新空间数据后，执行选址决策的循环校验，最终完成避难场所选址方案的确定。. 研究中，以上海市静安区和宝山区为案例，设定晚间地震灾害预警的情景，完成居民疏散至备选避难场所的过程模拟和研究区的避难场所选址。案例研究结果证明了该方法打破了避难场所传统选址方法的固定模式，具有三方面的创新优势：.（1）智能体动态模拟不仅能评估每一位居民从住宅建筑去往就近避难场所所需的疏散时间，与某个区域内所有居民的总疏散时间，还能有效评估每一个避难场所接纳其服务范围内的居民所耗时的长短。.（2）智能体仿真模拟疏散过程，能直观发现疏散中的拥挤路段，为防备于未然提供决策参考和预警依据；.（3）以智能体模拟、模拟结果评估、决策支持与选址为循环的选址校验，使避难场所容量不足和疏散时间过长的问题都得到了有效的控制与消除。 . 该方法不仅在学术上拓展了避难场所空间配置评估与选址的新思路，也为政府责任部门对城市避难场所的规划决策，处理应急疏散管理问题提供可靠的帮助与参考。