基于VR技术的学生群体紧急疏散模拟研究

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随着社会的发展与教育投入的增加,越来越多的孩子能够接受学校教育令人深感欣慰,然而他们在校的安全问题也逐渐凸显出来。学校是学生学习、生活和成长的重要场所,学生的人身安全必须受到有力保障。一些学校在遇到突发事件,如地震、火灾、暴力事件等,需要紧急疏散时,学生相互拥挤导致疏散不及时,甚至相互践踏跌倒,从而造成重大伤亡事故,如汶川地震时一些学校疏散不力、湖南校园学生踩踏事件等。如何减少突发事件中学生疏散时群死群伤事故发生,成为相关科研机构和行政部门重要的研究课题。进行大规模的疏散模拟是一项非常耗费人力物力的工程,同时由于人的行为易受外界和心理诸多因素的影响,疏散问题的试验难以进行,即使进行试验,人员也很难进入突发事件发生时的恐慌等状态之中,试验的结果一定程度上并不能反映真实情况。因此,用计算机来模拟人员疏散行为的技术已经成为国际上安全研究的一个重要手段。目前国内外对于疏散模拟的研究取得了一定的成果,本文在分析了现有的疏散模型特性的基础上,采用基于Multi-Agent的群体行为模拟技术,并针对学生群体的特点在模拟中进行了改进设计,建立了一个模拟学生群体疏散的模拟程序,并进行了实验和数据统计。本文的主要研究内容包括:分析群体以及学生群体在突发事件中的行为特点,构建疏散模拟中学生群体的主要行为架构;研究灵活、适用于多种建筑结构的地形环境建模方法,使得程序可以容易地应用于各种结构的环境中;采用基于Multi-Agent的群体行为模拟技术,并进行改进,研究出更适合本文模拟目标的模拟技术;对现有的一些模型中的模拟算法进行改进,包括个体及群体行为移动算法,寻路算法等;应用本文的研究成果进行疏散过程模拟,并进行数据统计和分析。
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