民機乘客應急疏散決策仿真優化思考

本文是一篇決策模擬論文，本文研究建立了不同民機乘客應急疏散決策行為規則，較好地模擬了在民機應急疏散過程中乘客不同的決策行為。
第一章緒論
1.1研究目的和意義

決策模擬論文怎么寫

在國內外民航部門制定的相關規章中，均對民機應急撤離能力有著嚴格規定。FAR、JAR、CCAR等民航規章都要求民用航空器在投入運營前或型號設計更改后，必須在民航部門的監督下，通過90秒（可寫為90s）應急撤離模擬實驗[1]。該實驗目前主要由真人在實驗條件下完成，風險較大[2]。
近些年有關應急疏散的研究層出不窮，主要可分為三種：在實驗室中進行真人實驗、利用AR\VR技術進行虛擬疏散實驗、疏散演習實驗。這幾種實驗需要飛機實體、機組人員或演習乘客等大量人力物力的投入，不僅需要花費大量的資金，而且會在實驗中產生一些本可以被避免的傷害。隨著計算機技術的發展，越來越多的國內外學者選擇使用計算機仿真技術對民機90s應急撤離實驗的模擬進行研究。利用計算機仿真技術，基本可以完全規避上述真人疏散實驗的弊端，不僅可以作為適航審定階段中關于認證初始適航性的輔助性手段，還可以為航司在應急疏散方面的相關培訓提出指導性意見，具有很重要的研究意義并且有廣闊的應用前景[3]。
近些年的疏散研究表明，學者們對人為因素和心理學的興趣日益濃厚。以前，疏散人員大多被建模為同質的，沒有個人情感、動機或身體需求，人為因素主要被考慮為物理特性或空間要求。EES_air軟件是考慮了乘客生理和心理等基本屬性，并結合民機應急群體疏散實驗數據開發的民機應急疏散仿真模擬軟件。但是此軟件在乘客出口選擇上采取了設置方案的方式，并沒有考慮乘客的主觀選擇因素。為了提高軟件在真實應急撤離場景的仿真模擬中的真實性，需要對乘客出口選擇方式及路徑更改行為等因素對軟件進行優化。
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1.2研究現狀
近年來，隨著計算機技術的飛速發展，國內外學者對飛機疏散仿真進行了越來越深入的研究，本節主要討論了國內外飛機疏散模型研究現狀和人員疏散決策行為現狀，并列出了本文的研究內容，最后對本文的章節安排進行了概述。
1.2.1國外飛機疏散模型研究現狀
早在1970年代初期美國聯邦航空局（FAA）就開發了GPSS模型，但由于當時計算機的限制或建模能力的限制，在將近20年的時間里，有關飛機疏散模型學科研究都沒有取得實質性進展。
后來到了1998年，Owen M.[4]等介紹了airEXODUS疏散模型的功能和局限性，以及進行驗證的一些嘗試，包括將其成功應用到實際試驗之前的最新認證試驗的預測中。
2006年，Galea E.R.等[5]提出了一種將計算機仿真應用于飛機撤離認證的方法。文中提到了旅客出口的選擇、飛行和文化的知識/經驗也是要考慮的因素。
2008年，Sharma S.等[6]研究了人們在從飛機撤離期間的集體行為。提出了一種多智能體系統，用于模擬人為因素對飛機撤離的影響?；谠撃Ｐ?，開發了一個原型系統AvatarSim，以模擬飛機的緊急疏散。AvatarSim模型使用模糊邏輯方法對由于恐慌和壓力導致的行為不確定性進行建模。模糊邏輯支持使用“軟語言”系統變量（例如高，低和中）來表示壓力或恐慌之類的概念。
2011年，J.M.Hedo等[7]介紹了使用新型基于Agent的計算機模型ETSIA，該模型可以模擬疏散在適航規則規定的認證條件下制造的窄體運輸飛機。
2012年，Miyoshi T.等[8]建立了乘客的疏散行為被公式化的自主智能體和多智能體模型AAMAS，在此模型中，Agent模仿機艙中乘客的行為，他們不僅必須查看周圍環境以收集有用的信息，還必須選擇通往緊急出口的路線。隨著情況的發展，Agent會感到精神壓力或強烈的恐懼或焦慮。因此在他們會在驚慌的情況下做出不利的反應，這種恐慌的異常疏散行為會導致疏散流向出口的時間延遲。他們認為恐慌的程度取決于三個因素：剩余時間，等待的頻率和找到出口的難度。
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第二章民機乘客應急疏散決策行為規則構建
2.1安全信息感知
安全意識的概念來自態勢感知，它指的是在特定時間和空間內對特定環境中的安全元素和潛在危險的感知，以及對其未來狀態的預測[26]。
黃希發[27]在大型場館人員疏散的仿真研究中對個體的感知信息建模方面，主要考慮了影響個人決策的主要因素，如在人員視野范圍內的障礙和人數等。乘客決策行為的特征與其從外部環境獲取的信息有關，如出口和路徑的位置、逃生人群的流量分布等。如果乘客獲得的信息較少，會在出口和路線選擇時出現猶豫、跟隨人群等不合理的行為。如果乘客獲得的信息較為全面，會估計各類出口和路線的疏散時間方案，并做出最利于自身的決策。個體按照其對周身現狀的感知，做出自己決策的決策行為[28]。在決策過程中，個體首先考慮的是如盡快到達最近出口、遠離危險源等自己要達到的目標。為了達到這個目標，個體將根據自身所具備的經驗和知識，思考所有可能的決策行動范圍，并從中選取最利于達到目標的行動作為自己的決策。乘客對自身到出口的距離、視野內范圍人數、出口的可見性狀態等參數的判斷屬于對周圍環境信息的感知，對這些因素的衡量較為簡便，采用相關物理量即可有效表示。
Chang[29]等探究了航空安全教育對客艙知識、態度和行為安全意識（KAB）的影響，研究發現航空安全教育對航空公司客艙安全知識、態度和行為產生積極影響。在大多數情況下，航空公司試圖為航空旅客樹立愉快的飛行形象。從統計學上來說，大部分緊急情況不太可能發生，航空公司不希望因為過于強調緊急情況下乘客應如何意識并準備應對可能的災難而引起或增加乘客的焦慮。此外，航空公司經常傾向于強調機組人員的服務角色，這可能會導致一些乘客忽視機組人員的安全角色和飛行中的安全演示，進而導致乘客的安全知識和能力不足以應對緊急事件發生時的復雜情況。“應急設備”和“緊急出口”是影響客艙安全知識的兩個重要因素[30]，增加乘客對應急設備和程序的理解是提高飛機事故存活率的主要方法。因此，乘客在起飛前了解應急撤離時所必須掌握的知識和信息非常重要。CCAR-121第569條規定，運行載客飛機的合格證持有人應確保有適當的機組人員向所有乘客口頭介紹緊急出口的位置、安全帶的使用、應急設備的位置和使用以及其他必要的逃生信息，并應在位于客機每位乘客方便取用的位置，至少有用中文印制的卡片以補充口頭介紹。因此，乘客決策行為的衡量需要考慮乘客對出口位置和距離等知識的影響。
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2.2時間壓力
時間壓力是指在緊急情況下個體在作出決策或處理信息時對有限可利用時間的察覺[31]。個體在決策過程中感知到的認知資源越少，決策過程中感知到的問題就越復雜。決策者在進行選擇時，必須考慮如何合理利用其認知資源，以便采用合適的決策策略來滿足任務復雜度的要求。在不同程度的時間壓力下，決策者往往會根據情況的變化使用不同的選擇來解決決策問題，而這種選擇的變化會體現在對具體信息處理的行為中[32]。
Xu[33]等研究發現，人們的時間知覺與心理狀態有很強的相關性，更強的心理素質可以降低人們對突發事件的總時間知覺。在較長的時間感知中，可用出口數量的較高水平具有最大的負面影響。相比之下，機組引導的存在對較長時間的感知具有最顯著的積極影響。此外，知識和經驗可能在降低人們的總疏散時間感知方面發揮重要作用，并且在人們更強的心理素質方面也發現了同樣的效果。
Du[34]等研究發現，在客艙中部的乘客會在選擇逃生出口時表現出猶豫，移動中會在主通道中往返行走，而且有80%以上的乘客傾向在堵塞時選擇另一個出口。
疏散中的路線規劃過程是先從環境中獲取線索，然后處理線索信息并做出決策，最后將決策付諸行動的過程[35]。時間壓力通過降低乘客信息選擇能力與信息處理能力的方式，對決策過程造成很大影響。與此同時，時間壓力也會導致情緒強度的轉變，從而影響乘客決策行為的改變。綜上所述，時間壓力會對疏散人員的路徑選擇決策行為產生影響，對時間壓力與路徑選擇決策行為關系的建模如圖2-1所示。
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第三章民機乘客應急疏散模型構建.............................18
3.1航空器屬性.........................18
3.1.1應急出口.........................18
3.1.2過道寬度.............................19
第四章民機應急疏散仿真優化軟件開發...........................26
4.1仿真理論基礎.......................................26
4.1.1元胞自動機理論................................26
4.1.2 ACT-R架構............................27
第五章民機乘客應急疏散決策分析...............................34
5.1猶豫影響.......................................34
5.1.1場景設置.......................................34
5.1.2數據分析.....................................34
第五章民機乘客應急疏散決策分析
5.1猶豫影響
在飛機疏散過程中，因為疏散人員的猶豫造成的延遲可能對飛機總體疏散有著嚴重影響。本節基于前文設置的猶豫者行為模型，探究在三種人員行為中，猶豫決策行為對民機總體疏散時間帶來的影響。
5.1.1場景設置
實驗場景按照90s疏散演示實驗設定進行，開放飛機右側R1、R2、R3、R4四個出口，具體人員比例設置如下表所示，分別進行500次民機應急疏散仿真實驗模擬。

決策模擬論文參考

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第六章結論與展望
6.1結論
為較為真實準確地仿真模擬民機應急撤離模擬實驗，需要建立有效的民機乘客應急疏散決策模型以模擬乘客在應急疏散過程中的決策行為。為此，本文進行的主要研究內容及結論如下：
1.參考國內外研究并梳理民航規章要求、應急疏散行為、個體決策理論等，分析了民機應急疏散決策行為的影響因素?？偨Y出安全感知信息、時間壓力、情緒強度和從眾行為等因素對民機乘客應急疏散決策有重要的影響作用。分析了在四種因素影響下，民機乘客在應急疏散中產生的決策行為，并將乘客分類為普通者、猶豫者、從眾者，建立了三種不同的民機乘客應急疏散決策行為規則。
2.在民機乘客應急疏散行為子模型基礎上，再從航空器屬性、外界環境、乘客基本屬性等方面進行設置，建立了民機乘客應急疏散模型。并對模型施加約束條件，以探究在不同條件下乘客個體疏散決策對總體疏散的影響。
3.基于元胞自動機理論，結合ACT-R架構編寫了民機乘客應急疏散決策仿真程序，優化形成了EES_air2.0軟件。以B737-800為例進行了民機應急疏散仿真實驗，對仿真實驗的數據進行整理和分析，驗證了程序的有效性。
4.以不同比例人員構成為變量，分別進行了500次仿真實驗，發現飛機總疏散時間隨著不同比例的人員增加而增加，證明了在民機疏散過程中猶豫和從眾決策行為對飛機總體疏散有著延遲作用。研究還發現了機組引導作用和乘客攜帶行李行為對飛機總疏散時間都有顯著的負向影響。
參考文獻（略）