1.3　主要研究问题和思路

1.3.1　研究目标

本书的主要内容是在国家重大基础科学研究973计划课题“大城市综合交通系统的基础理论与实证研究”（2012CB725400）的框架中进行。

本书以微观模型研究与方法研究为主，综合运用行为科学、心理学以及交通科学的相关知识，详细刻画了多出口建筑物内行人在疏散过程中的出口选择的决策行为。主要集中在模型的构建和评估上，使模型能够包含更多的真实要素，以便使理论分析结果能够更加贴近实际的疏散过程中呈现出来的行人行为特征，进而达到维护群体行为秩序、优化疏散过程和提高疏散效率的目的，为建筑物疏散性能的设计、人群聚集活动的系统规划和管理等提供依据。

1.3.2　研究内容

本书主要研究建筑物内行人疏散的行人行为特征以及相关问题。首先，针对现有行人疏散问题研究存在的不足，基于对周围信息的反馈，研究预测行人流演化趋势对出口选择决策和疏散效率的影响。其次，通过考虑行人的内部因素，建模并分析行人对于出口信息的感知能力在疏散过程中的作用。再次，利用帕累托最优分析方法评估所建立模型的疏散效率。最后，通过将疏散空间划分为正菱形网格，结合行人向相邻元胞转移时路线受阻的情况，模拟了建筑物内的行人疏散过程。

本书的主要研究内容如下：

在第2章中，考虑到在疏散过程中行人选择最佳移动位置时，会将基于方向的行人密度作为重要的参考因素，提出了一个改进的层次域元胞自动机模型。模型中，每个元胞均有一个被影响的区域，将该区域按照方向划分为4个部分，用来计算每个元胞基于方向的行人密度。通过数值模拟，分析了被影响区域的大小对疏散效率的影响。另外，基于方向可视域修正了原始的层次域元胞自动机模型。方向可视域用来预测行人对各个方向的可视范围内的行人流的发展趋势。使用修正模型模拟了行人异质分布的场景。比较了在刻画出口选择方面修正模型与原始模型的差别。同时，修正模型在计算疏散时间方面的有效性及模型的普遍性被验证。

在第3章中，考虑到在实际的疏散过程中，当可视范围内除当前方向以外的其他方向的行人很多时，行人选择移动到当前方向的相邻元胞的概率将增大。所以为了更好地规避可能出现的拥堵，通过引入剩余方向可视域进一步改进了层次域元胞自动机模型。利用数值模拟，研究了疏散过程中的典型时刻的行人分布时散点图，分析了改进模型对于疏散效率的影响。并将模型应用于更一般的场景，验证其稳定性。

在第4章中，在出口宽度分布方式不均衡的前提下，通过引入行人对于出口宽度效用的感知能力，修正了元胞的静态层次域值，制定了建筑物内的元胞所属出口的新的分配方式，且给出了新分配方式的不均衡系数，并与原始分配方式进行了比较。在数值模拟中，分析了该感知系数对疏散效率的影响。揭示了疏散时间与出口宽度分布方式的不均衡系数之间的关系。

在第5章中，基于Logit离散选择原则，通过同时引入行人对出口宽度和出口处的拥挤程度的两种感知能力，完善了行人初始出口选择策略。并将其嵌入微观模型中，用来模拟多出口建筑物内的行人疏散过程。通过数值模拟，与文献[60]中模型疏散过程中的典型时刻的行人分布图作了对比。探讨了该模型在疏散时间上是否有改进，并分析了模型对于各参数的灵敏度。

在第6章中，将行人在疏散过程中的能量消耗作为评价疏散效率的除了疏散时间之外的另一标准。将第5章中引入的两种感知能力运用到每一步的模拟中，提出了改进的层次域元胞自动机模型。利用数值模拟，基于两种感知能力，分析了两个标准之间的关系。

在第7章中，由于目前的行人疏散研究会导致部分行人在疏散过程中贴近墙壁或者障碍物移动，区别于将疏散空间划分为正方形或正六边形元胞，将空间离散成了正菱形元胞，同时考虑了行人向相邻元胞转移时路线受阻的情况，改进了层次域元胞自动机模型，并对相关参数进行了灵敏度分析。

在第8章中，总结了本书的主要研究结论，并且对未来研究趋势做出展望。

本书的结构安排如图1-7所示。