周唯 張紹琦 周婷

摘要：本文采用了元胞自動機(jī)模型，將對盧浮宮的五層結(jié)構(gòu)分析簡化為對Ground Floor層來進(jìn)行分析，并對盧浮宮的人員疏散情況進(jìn)行了模擬仿真，得到不同時間點Ground Floor層的剩余人數(shù)和分布情況，從而對疏散方案進(jìn)行了詳細(xì)討論分析。

關(guān)鍵詞：元胞自動機(jī)；仿真；盧浮宮；疏散

引言

由于法國的恐怖襲擊越來越多，所以許多熱門的景點需要審查其緊急疏散計劃，我們需要幫助法國巴黎盧浮宮設(shè)計疏散計劃，疏散的目標(biāo)就是讓所有旅客能快速安全的離開盧浮宮，同時這個模型需要考慮潛在的瓶頸，根據(jù)每天訪問旅客的不同狀態(tài)，達(dá)到自適應(yīng)。最后將我們團(tuán)隊設(shè)計的疏散計劃可以方便的應(yīng)用在其他場景，解決大型建筑的應(yīng)急疏散問題。

1 元胞自動機(jī)模型

元胞自動機(jī)可以理解為是一個元胞空間和定義于該空間的變化函數(shù)所組成，它是一時間和空間都離散的動力系統(tǒng)，我們團(tuán)隊采用的Moore型自動機(jī)一個元胞的上、下、左、右、左上、右上、右下、左下相鄰八個元胞為該元胞鄰居。鄰居半徑r同樣為1，相當(dāng)于圖像處理中的八鄰域、八方向。其鄰居定義如下：

此時，對于四方網(wǎng)格，在維數(shù)為d時。一個元胞的鄰居個數(shù)為（3d-1）.

具有組成單元的簡單規(guī)則性，單元之間作用的局部性和信息處理的高度并行性，并表現(xiàn)出復(fù)雜的全局性等特點。

2 建模步驟

第一步：本文根據(jù)盧浮宮的特殊情況，建立人員疏散模型。首先，我們先進(jìn)行基本規(guī)則的設(shè)定。根據(jù)元胞自動機(jī)，我們的人員有8個移動方向。

第二步：假設(shè)每個網(wǎng)格1m，每個元胞（疏散人員）的速度為每個時間單位一個網(wǎng)格。我們對盧浮宮進(jìn)行劃分，其總長為680個網(wǎng)格，總寬為300個網(wǎng)格，我們假設(shè)墻壁及其壁上的展品的厚度為10m，我們標(biāo)定出口坐標(biāo)為（669，11），其長寬各為10m。

3 計算結(jié)果

我們給定了4000個隨機(jī)元胞即疏散人員，我們給出了隨時間變化疏散人員在建筑物中的疏散情況。

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