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随着非传统安全威胁的日益严峻,大规模人群紧急疏散研究越发重要。对于事故现场而言,不同位置的危险程度具有显著差异,而该差异是应急预案和应急处置的关键。现有成果未发现表达该危险程度差异性的模型方法。论文基于人群密集场所紧急疏散过程的动态性,综合人群行为模式、地形、灾害等因素,建立基于多因素集成的疏散场模型,以刻画不同位置的危险程度及其动态变化。(1)修正了以距离为主要衡量因素的地面场元胞自动机模型,引入异质玻色子消除路径信息对个体路线选择的干扰,使模型能够准确描述行人运动特征。通过探讨修正模型对跟随行为、避让行为等典型疏散者行为的表现,刻画了对疏散动力学和场模型框架的理解。(2)通过引入行人的跟随与避让行为改进传统势场表达方法,建立了基于群体密度和速率分布的势场元胞自动机模型。通过与地面场模型进行对比分析,发现势场模型在真实反映疏散者逃生心理和集成多因素表达方面更具优势。通过势场模型深入分析双向行人流自组织现象,研究了跟随和避让行为对自组织过程及行人流通畅性的影响。(3)基于疏散动力学,综合考虑地形特征、事故物质扩散对疏散者行为的影响,提出并建立了描述危险程度的疏散场模型。通过对模型参数进行分析,讨论了不同影响因素下疏散危险程度的变化规律和特征。将疏散场模型应用于北京和平西桥地铁站场景,仿真毒气事故下的人群立体疏散场景,分析了疏散瓶颈区域及疏散场的作用。并给出一般场景下疏散数据的获取途径和危险程度计算的实现方法,体现疏散场模型的适用性和实际应用价值。论文创新之处在于:(1)引入异质玻色子修正了路径信息对个体路线选择的干扰,建立了异质玻色子地面场模型。(2)引入行人的跟随与避让行为改进传统势场表达方法,建立了基于群体密度和速率分布的势场元胞自动机模型,研究了跟随和避让行为对自组织过程及行人流通畅性的影响。(3)综合考虑地形因素和事故物质扩散以及两者对个体疏散行为的影响,建立了能够实时反映疏散场景中不同位置危险程度的疏散场模型。