面向城市人口应急疏散的时空多分辨率建模与仿真研究

多分辨率建模与仿真技术已成为国内外建模与仿真领域研究热点，它在军事作战仿真，医学仿真等复杂系统的分布式交互仿真领域中有着重要的理论意义和工程价值。本项目研究城市人群应急疏散行为，采用多分辨率建模与仿真理论和方法，从不同区域范围、不同人群粒度和不同疏散方式分析人群应急疏散的行为特点，建立多层次、多粒度的应急疏散仿真模型。同时以多分辨率模型概念体系和基本理论为建模基础，深入探讨多分辨率疏散模型族聚合/解聚理论与方法，解决多分辨率疏散模型之间一致性维护问题。本项目的创新之处在于，首次引入多分辨率建模理论和方法，构建具有多粒度的城市大规模人群应急疏散模型。项目从多分辨率疏散模型运行和交互角度提出新的分布式交互仿真实现技术，构建基于城市GIS和VR的应急疏散可视化仿真平台，以作为今后理论研究的实验工具和城市应急辅助决策的技术参考手段。

多分辨率建模与仿真技术已成为国内外建模与仿真领域研究热点，它在复杂系统的分布式交互仿真领域中有着重要的理论意义和工程价值。我们在归纳总结现有人群紧急疏散仿真模型和建模方法的基础上，基于多分辨率建模与仿真理论与技术，针对城市人群应急疏散仿真进行了研究，采用了多分辨率建模与仿真理论和方法，从不同区域范围、不同人群粒度和不同疏散方式分析人群应急疏散的行为特点，建立多层次、多粒度的应急疏散仿真模型。. 首先为了能实现两种分辨率模型的交互、并发运行，我们以多分辨率模型概念体系和基本理论为建模基础，给出了两种分辨率疏散模型的聚合/解聚算法结构。为了保证在聚合解聚过程中疏散仿真结果的正确性，给出了以上两种分辨率模型在互相转化和并发运行时的基于模型属性分类的一致性维护算法。. 我们建立了基于多Agent系统的人群疏散模型框架，采用微粒群算法，构造了用于模拟紧急情况下人群疏散过程的动态演化模型。该模型可以对疏散空间内人群流动这一复杂过程进行动态模拟，在深层次上揭示人群疏散复杂过程的特征和规律。为此类复杂系统的动态模拟研究提供了一个初步的方案。在该模型框架下，构造了用于模拟人群流动动态变化的演化模型，对火灾场景下的建筑物内人员应急疏散过程进行仿真。. 以流体动力学中欧拉方程为基础，建立了疏散行人流的动力学方程，模拟大规模人群疏散的宏观行为。通过对武汉市洪山区光谷广场的行人动态过程的模拟，取得了较为满意的结果，表明上述研究是可行的。. 建立了基于城市GIS和VR的应急疏散可视化仿真平台，运用三维仿真与可视化技术，实现多层次细节模型的调度和管理，建立多分辨率模型下的人机交互管理和交互策略，完成不同分辨率模型的自主动作控制管理，实现了基于空间数据支持的人群疏散过程动态仿真与可视化。为理论研究实验和城市应急辅助决策具有重要的意义，为今后的推广与应用奠定了基础。