基于优化数学模型的应急仿真实用系统-工程-龙锦荣

基于优化数学模型的应急仿真实用系统-工程-龙锦荣,基于,优化,数学模型,应急,仿真,实用,系统,工程,龙锦荣 《问题与思考》 1、 当人员采取“同时跑”方式时，本系统的作用主要是做出分析和评价。如指出相应教学楼人们“同时跑”风险程度，即指出出现紧急情况时的拥挤践踏的可能性和危险性。 “同时跑”条件合适时，比同条件下“调度方案”更优。 2、 当考虑使用“调度方案”时，首先需解决人员服从调配问题。解决方法： A. 该方案主要还是针对教学楼，小学生、中学生、大学生等集体意识较高，便于安排调度。其他如办公楼、居民住宅楼，目前人员的素质等参差不齐，未必服从调度。当然将来人员素质调高了，也会认同调度安排的合理性，服从调度安排。 B. 本系统是综合“同时跑”和“调度方案”的做法，当条件合适时（如各层人数不多，楼梯够多和宽敞等等），本系统会采用“同时跑”方案。当条件不合适时（如如各层人数较多，楼梯较少和狭窄等等，“同时跑”风险较大），本系统会采用“调度方案”。所以并不是一定就要采用“安排调度”方案，视情况考虑用“同时跑”。 C. 有一个游戏，一个瓶子装着六个球，瓶的出口很小，每个人拉一个球，然后看哪队可以在最短时间内拉出那个球，这个比赛在全世界的儿童中做过实验，很多人都同时拉自己的球，导致所有球都卡在瓶口出不去，但是如果一个一个地把球拉出瓶口的话，所用的时间是最短的。当楼道人员密度大时，人人都想快点下楼，同时过去挤也未必能加快，反而出意外风险较大。 D. 可通过数学模型计算出总体疏散时间和风险程度，与采用“同时跑”方式时的总体撤离时间和风险程度，作出对比教育。也可计算出每层楼从大楼有人员开始撤离到本层开始撤离需要等待的时间。 E. 编写疏散过程仿真软件，能对人员进行指导教育，告诉其在应急情况下如何走，人员会更乐于接受，也更理解其中的合理性。 F. 加强实际演练和教育，会使人员更认识到有时采用合理的“调度方案”会更好。减少在实际应急情况下有些人偏偏不服从调度的概率。 G. 在实际应急疏散中，要充分发挥如团员、党员、学生干部等作用（这是实际协调的一些机制，还可以考虑更多），稳定局面，即使出现有些人不服从调度，自己单独去跑，也不是很多。大多数人还是服从调度。 总的来说，主要是加强演练和教育，再思考更多其中的协调机制细节，也是可以用调度方案的。 3、 协调通知机制。 考虑了一下，我们的调度方案前期已经通过虚拟现实模拟出来，并对人员进行了培训（有助于人员服从调度）。假定撤离过程中人员均服从调度方案。 当出现意外时，系统通过（一）针对各教室通过音箱通知不同的指令（当然因灾害而断电等就不能用啦）；（二）各层楼甚至各教室均有一个事前指定的指挥人员，可通过手机等联络指挥人员，让其指挥；（三）外面的救援人员通过声音、旗帜标志等信号指示（如楼下值班指挥人员马上电喇叭（用干电池即可）大声通知楼上人员。 4、 系统的实时性 教学楼模型（有多少楼梯，楼梯宽度是怎样，楼层数是多少，楼层教室布置是怎样等等）是确定的，主要还是需要实时知道各层人数（其实大概可以从每天教室上课安排可以提前获知）、有没有楼梯被封闭等变量。所以从获知到险情，然后数学运算，到作出指挥调度安排计划所需时间不多。楼下指挥人员可以马上通知调度计划。实时性较好。 5、 系统针对性 本系统初步计划是主要特别针对1到2栋教学楼（如华农教三和某一中学教学楼）来为其建立人员应急疏散系统，不是一开始就全面抽象化，即涉及单因素对教学楼疏散模型的影响等（参见《数学模型方向简介》的问题5）。因为各教学楼情况不同（楼层结构不同，各层人数不同，楼梯宽度不同，发生意外的位置等等），若来的太抽象，将教学楼模型太变量化抽象化（参见《数学模型方向简介》的问题5），首先难度是很大的，另外会令人觉得可能不是太实用，教学楼一变数学模型就可能变化很多。因为挑战杯是比较讲求实用性和市场价值的，我们的作品应该尽量让人觉得是很有实用价值的。所以我们先暂时考虑只对1到2栋教学楼建模，开始不打算适应所有教学楼的，因此可以仅先对这1到2栋教学楼进行应急调度疏散分析，还可以对应急疏散风险作评价（如指出某栋教学楼疏散安全系数为x1,另一栋则为x2等等，这是数学分析中可以顺便完成的），另还有就是对通过虚拟场景进行应急方面的疏散培训。当然本课题小组队员优秀，数学基础很好，可能还能做很深入的分析，将教学楼模型抽象化。对于数学模型，我们还是很有信心。 至于建立了数学模型后，需要编写一些相应程序，本小组编程基础还可以，能够做好。 最后，我们的课题方向很好，前人似乎未考虑到很多。我们做的系统不是完美的，还有很多问题，仅是希望我们的系统能带给人们以启发和借鉴作用，有更多专家学者更改和完善数学模型，以适应其他不同的教学楼模型，以作专门针对某一栋教学楼应用等（如前述，不同教学楼模型可能数学模型差别很大，但也有较多相似处，可以适当变更即可）。或者能够将其拓展为一个更抽象化的教学楼应急疏散模型，以适应不同的学校教学楼。不同的教学楼只需输入相应参数，或者稍作修改后，即变为应用在不同状况下的疏散系统，其应用前景是广阔的。