重大社会安全事件中人群疏散动力学规律及管控策略研究

The low efficiency of crowd evacuation in major social security incidents is one of the main causes of casualties. In this project, we explore the problems of evacuation in major social security incidents, and study the dynamics of crowd evacuation and management strategies based on experimental research, theoretical analysis and computer simulation,. The key points are: 1) Collecting physiological data through wearable devices, and quantitatively analyze the awakening mechanism of individual evacuation reaction time, path selection behavior, tension and panic, and then we establish a correlation model between psychology and behavior; 2) Analyze the law of event information transmission. Study the temporal and spatial evolution process of individual and group evacuation behaviors. Reveal the dynamics of the “chasing-escape” type evacuation of the population under the attack of the attackers. Establish the evacuation dynamics model of the major social security incidents; 3) Analyze the crowd evacuation and the influence of the pedestrian flow. Reveal the abrupt conditions and critical density of evacuation and instability of the rescuers, and we develop a population evacuation control strategy that can cope with major social security incidents. The strategy is evaluated and optimized through computer simulation. The results of this project can promote scientific understanding of social security incidents and provide theoretical support for emergency response of incidents.

重大社会安全事件中逃生者疏散效率低是导致人员伤亡的主要原因之一。本项目通过实验研究、理论分析和计算机模拟等方法，探讨重大社会安全事件中人群疏散存在的问题，研究人群疏散动力学规律及管控策略。重点研究：1）通过可穿戴设备采集生理数据，定量分析个体疏散反应时间、路径选择行为、紧张和恐慌等情绪的唤醒机制，建立心理与行为之间的关联模型；2）分析事件信息传播规律，研究个体和群体疏散行为的时空演变过程，揭示袭击者作用下的人群“追逐-逃生”型疏散的动力学规律，建立重大社会安全事件人群疏散动力学模型；3）分析救援人员对疏散行人流的影响，揭示救援人员介入情形下人群疏散失稳的突变条件和临界密度，制定能够应对重大社会安全事件的人群疏散管控策略，通过计算机模拟对所策略进行评估与优化。本项目的研究成果可促进对社会安全事件的科学认识，为事件的应急处置提供理论支持。

重大社会安全事件是一种影响范围大、社会危害性严重的重大公共安全问题，由于该事件的犯罪嫌疑人往往具有较强的目的性，事件发生地点往往是人员密集场所，极易造成大范围的人员伤亡。因此，需要针对重大社会安全事件的人群应急疏散需求，开展相关研究工作，本项目取得主要成果如下：（1）基于眼镜式眼动仪、手环等可穿戴式设备开展了刀斧砍杀暴恐事件及应急疏散等共7项实验，实验共包含2061人次，进行了社会安全突发事件下人群疏散的影响因素及路径选择机制研究。结果表明，疏散预警对于人群疏散的作用十分重要，疏散标志和其他人对疏散者的路径选择具有显著影响。（2）考虑疏散者的心理因素和决策行为，构建了面向刀斧砍杀事件的“逃跑-追逐”仿真模型；研究了重大社会安全事件下人群疏散发生发展的特点和路径选择机制；建立了考虑人员心理因素的建筑内水平疏散寻路模型以及考虑人员心理因素的建筑内垂直疏散模型。经与实验数据比对，仿真效果较好。（3）基于可解释机器学习方法，研究了社会安全事件中各影响因素的重要程度，提出了应对暴恐袭击下的人群应急疏散管理策略。本项目研究成果可服务于管控策略优化、反恐处突和消防救援等领域，为重大社会安全事件的风险防控和应急管理工作提供理论依据和方法支持。