前言

随着人群安全问题越来越多地引起人们的关注，行人疏散的研究日益成为行人流研究领域的热点。该研究作为设计建筑物疏散性能、系统规划和管理群体活动的理论依据，能有效维护群体行为秩序、优化疏散过程和提高疏散效率。近年来，很多致力于这方面研究的学者已取得了一些重要成果，但由于行人流问题本身的复杂性，尚有很多问题需要进一步的探讨。本书从行人对自身的控制能力入手，将反馈和优化两种思想通过建立微观模型引入建筑物内的行人疏散问题的研究中，重点研究行人在疏散过程中的决策机理，揭示产生拥挤的微观机制，再现现实的疏散场景。本书的创新点主要体现在以下几个方面：

首先，基于当前元胞的被影响区域内基于方向的行人密度，提出了一个改进的层次域元胞自动机模型，模拟了多出口建筑物内的行人疏散过程。模拟结果表明，行人密度和被影响区域半径均会很明显地影响疏散时间；盲目、频繁地选择具有更小行人密度的移动方向会使得疏散时间增加。

其次，针对多出口建筑物内的行人疏散问题，将疏散个体对行人流演化趋势的预测通过两种方式引入，分别为方向可视域和剩余方向可视域，依次用来表示疏散个体对于可视范围内前方和其余方向的行人流演化趋势的预测，从而改进了原始层次域元胞自动机模型。由数值模拟结果得到，改进模型可以准确地刻画行人的出口选择行为，与同类型模型相比，改进模型可以显著地提高疏散效率。

再次，将行人对出口处的两种信息的感知能力：一是行人对出口宽度效用的感知能力，属于静态信息；二是行人对出口处拥挤程度的感知能力，属于动态信息，分别引入了原始层次域元胞自动机模型。一方面模拟了出口不均衡分布方式下的行人疏散问题；另一方面使用Logit离散选择原则刻画了行人异质分布时的初始出口选择策略。模拟结果显示，合理考虑行人对出口及周围信息的感知能力，可以使得出口被有效利用，从而减少疏散时间。

复次，除疏散时间外，将单位能量消耗作为评价疏散效率的另一标准，通过参数组合，得到了疏散效率的帕累托最优。

最后，通过将疏散空间离散成正菱形网格改进了层次域元胞自动机模型，避免了行人在疏散过程中靠近房间墙壁或障碍物移动，更加贴近现实。

本书适合公共安全与应急管理、交通运输规划与管理、系统科学与系统工程等专业领域的高年级本科生、研究生，以及相关学科的教师阅读，也可供从事交通运输规划与管理的工作人员参考。

本书的出版得到国家自然科学基金青年项目（71401083）、国家自然科学基金地区项目（71661024）、内蒙古自治区高等学校“青年科技英才支持计划”（NJYT-15-B06）和内蒙古财经大学复杂系统分析与管理学术创新团队的支持。另外，感谢参考文献的提供者，以及参与研究的所有人员。

笔者

2017年9月