新闻资讯

疏散洪流中的“逆行者”:从行为博弈到知行INS仿真的风险解码

紧急疏散过程中,疏散者的个体及群体行为会同时受到多种因素的影响,如周围环境、人员密度、事故发生的紧急程度等。尤其在空间有限、人员密集的环境中,被困人员的组成和行为更为复杂。不同个体和群体在突发事件中呈现出不同的行为特征,有些行为会大大影响疏散效率,如恐慌、逆流、竞争、冲突、推挤、不听指挥等行为。其中,与正向疏散主体目标不一致产生冲突的逆流行为也较常发生,极易造成较大的伤亡。

鉴于此,本文拟基于演化博弈理论,分析疏散过程中存在逆行人员的疏散行为机制,设计逆行人员为抢险救灾人员和普通疏散者两种场景。以及为解决该问题,利用知行INS人员模拟仿真系统建立个体的逆行数学模型,针对存在的两种逆流情形分别讨论。

一、逆行行为:从现象到理论

人员逆行,远非简单的“走错方向”。在疏散动力学中,它特指个体或群体在整体疏散流中,沿相反方向运动的行为。这种冲突性的运动模式,会显著改变人群的密度分布、流动速度和整体疏散效率。

其成因复杂多样,主要分为几类:环境不熟悉导致的路径选择错误、返回寻找同伴或重要物品、以及救援人员进入现场与疏散人群形成的对冲。上海外滩踩踏事件等重大伤亡事故的教训表明,未能有效管理的逆行对冲,是灾难扩大的重要诱因。

为了量化研究这一现象,学术界发展出多种理论模型。

1.社会力模型是其中应用广泛的微观仿真框架之一。它将行人的运动视为受多种“力”驱动的结果:包括指向目的地的自驱力、避免与他人和障碍物碰撞的排斥力,以及保持社交距离的力。基于此模型的研究能够精准再现逆行行为如何引发局部拥堵和全局流态恶化。

2.演化博弈论强调有限理性决策,认为博弈参与主体是有限理性的双方。有限理性意味着博弈方往往不会一开始就找到合适的策略,而会在博弈过程中学习博弈,通过试错寻找较好的策略。文中博弈主体为正常疏散者和逆行人员,作为有限理性主体,参与者分别作出成熟的策略。正常疏散者的决策为争抢与避让,逆行人员的策略选择也有争抢与避让2种。

二、知行INS:在虚拟中预演“逆行”

这款国产疏散模拟系统融合社会力模型与元胞自动机算法,实现从微观行为到宏观态势的全维度推演。接下来,使用知行INS进行逆行仿真模拟实验。

1.模拟参数

场馆大小为0.8 m×0.8 m。在场馆的3个边上各设1个疏散出口,出口的宽度为2 m。场景中共有300人,男女比例为1∶1。场馆内共存在三个个逆行个体和三个目标个体。人员速度设置为:1.19m\s。

2.实验结果

无逆行行为,在该情形中,所有个体均为普通个体,不存在逆行个体与目标个体,在无逆行情况下的人员疏散仿真过程如图所示。疏散完成共用时90s。

在静止目标逆行行为出现时,在疏散初始时刻,场馆内所有待疏散人员(包括逆行个体与目标个体)都随机分布在场馆内;当疏散开始后,逆行个体会返回到场馆内去寻找自己的目标个体,而目标个体则是在原地等待。经过一段时间的移动后,逆行个体寻找到自己的目标个体,两者会商量朝向离自己当前位置蕞近的一个出口进行疏散。疏散完成共用时109s。

移动目标逆行行为,在此情景下,疏散开始时,所有待疏散个体(包括逆行个体与目标个体)都随机分布在场景中。逆行个体会返回到场馆内去寻找目标个体,且当逆行个体向目标个体靠近的过程中,目标个体一直在朝向出口进行移动。当逆行个体与目标个体靠拢后,两者会选择距离蕞近的1个出口作为疏散撤离点。疏散完成共用时103s。

通过将仿真结果转化为可视化的三维动画,公众可以直观地理解逆行行为的风险与完整过程,以及有序避让的重要性,从被动遵守规则变为主动理解原理。

三、结语

面对灾害,选择逆行的可能是舍己为人的英雄,也可能是茫然失措的同胞。而现代应急科学的目标,不是简单地批判或赞美逆行,而是通过知行INS这样的“数字沙盘”,去深刻理解这一行为背后的力学规律与心理动机。

在无数次虚拟的推演中,我们寻找着让英雄更安全、让同胞更冷静、让所有人员在洪流中都能找到出路的现实方案。这或许就是技术赋予我们这个时代,蕞宝贵的“逆流而上”的智慧与勇气。

若您想下载知行INS,请访问知行INS试用下载页面。如果您有其他问题,请联系info@zhixinglab.com。