基于元胞自动机的地铁站紧急疏散仿真

资 源 简 介

基于元胞自动机的地铁站紧急疏散仿真

详 情 说 明

# 元胞自动机在地铁应急疏散仿真中的应用

人群疏散仿真是公共安全领域的重要研究方向。借助元胞自动机模型，我们可以将复杂的人群运动抽象为离散空间中的简单规则运算，从而高效模拟紧急情况下的疏散过程。

## 核心建模思路

空间离散化 将地铁站平面布局转化为二维网格，每个网格单元代表固定空间区域。网格状态可能包含：行人、障碍物、出口等元素。

行为规则定义 每个行人元胞根据邻域状态决定移动方向，典型规则包括： 向最近出口方向移动 避免与障碍物/其他人碰撞 考虑恐慌心理导致的随机扰动

动态交互机制 引入速度差异、出口选择策略等参数，模拟人群密度变化对整体疏散效率的影响。高密度区域会自动形成滞留和排队现象。

## 仿真实现要点

通过MATLAB矩阵运算可实现高效迭代计算： 使用稀疏矩阵存储动态变化的人群分布 颜色映射实时可视化密度热力图 时间步进记录关键指标（剩余人数、出口流量等）

## 结果分析维度

几何布局影响 比较不同出口宽度、通道转弯设计对疏散时间的量化影响

应急策略验证 测试广播引导、分区管控等干预措施的有效性

瓶颈识别 通过密度时空演化图定位高危拥堵点

这种仿真方法为车站设计、应急预案制定提供了低成本验证手段，后续可扩展引入多层结构建模、多智能体决策等复杂特性。