民机乘客应急疏散决策仿真优化思考

本文是一篇决策模拟论文，本文研究建立了不同民机乘客应急疏散决策行为规则，较好地模拟了在民机应急疏散过程中乘客不同的决策行为。
第一章绪论
1.1研究目的和意义

决策模拟论文怎么写

在国内外民航部门制定的相关规章中，均对民机应急撤离能力有着严格规定。FAR、JAR、CCAR等民航规章都要求民用航空器在投入运营前或型号设计更改后，必须在民航部门的监督下，通过90秒（可写为90s）应急撤离模拟实验[1]。该实验目前主要由真人在实验条件下完成，风险较大[2]。
近些年有关应急疏散的研究层出不穷，主要可分为三种：在实验室中进行真人实验、利用AR\VR技术进行虚拟疏散实验、疏散演习实验。这几种实验需要飞机实体、机组人员或演习乘客等大量人力物力的投入，不仅需要花费大量的资金，而且会在实验中产生一些本可以被避免的伤害。随着计算机技术的发展，越来越多的国内外学者选择使用计算机仿真技术对民机90s应急撤离实验的模拟进行研究。利用计算机仿真技术，基本可以完全规避上述真人疏散实验的弊端，不仅可以作为适航审定阶段中关于认证初始适航性的辅助性手段，还可以为航司在应急疏散方面的相关培训提出指导性意见，具有很重要的研究意义并且有广阔的应用前景[3]。
近些年的疏散研究表明，学者们对人为因素和心理学的兴趣日益浓厚。以前，疏散人员大多被建模为同质的，没有个人情感、动机或身体需求，人为因素主要被考虑为物理特性或空间要求。EES_air软件是考虑了乘客生理和心理等基本属性，并结合民机应急群体疏散实验数据开发的民机应急疏散仿真模拟软件。但是此软件在乘客出口选择上采取了设置方案的方式，并没有考虑乘客的主观选择因素。为了提高软件在真实应急撤离场景的仿真模拟中的真实性，需要对乘客出口选择方式及路径更改行为等因素对软件进行优化。
.....................
1.2研究现状
近年来，随着计算机技术的飞速发展，国内外学者对飞机疏散仿真进行了越来越深入的研究，本节主要讨论了国内外飞机疏散模型研究现状和人员疏散决策行为现状，并列出了本文的研究内容，最后对本文的章节安排进行了概述。
1.2.1国外飞机疏散模型研究现状
早在1970年代初期美国联邦航空局（FAA）就开发了GPSS模型，但由于当时计算机的限制或建模能力的限制，在将近20年的时间里，有关飞机疏散模型学科研究都没有取得实质性进展。
后来到了1998年，Owen M.[4]等介绍了airEXODUS疏散模型的功能和局限性，以及进行验证的一些尝试，包括将其成功应用到实际试验之前的最新认证试验的预测中。
2006年，Galea E.R.等[5]提出了一种将计算机仿真应用于飞机撤离认证的方法。文中提到了旅客出口的选择、飞行和文化的知识/经验也是要考虑的因素。
2008年，Sharma S.等[6]研究了人们在从飞机撤离期间的集体行为。提出了一种多智能体系统，用于模拟人为因素对飞机撤离的影响。基于该模型，开发了一个原型系统AvatarSim，以模拟飞机的紧急疏散。AvatarSim模型使用模糊逻辑方法对由于恐慌和压力导致的行为不确定性进行建模。模糊逻辑支持使用“软语言”系统变量（例如高，低和中）来表示压力或恐慌之类的概念。
2011年，J.M.Hedo等[7]介绍了使用新型基于Agent的计算机模型ETSIA，该模型可以模拟疏散在适航规则规定的认证条件下制造的窄体运输飞机。
2012年，Miyoshi T.等[8]建立了乘客的疏散行为被公式化的自主智能体和多智能体模型AAMAS，在此模型中，Agent模仿机舱中乘客的行为，他们不仅必须查看周围环境以收集有用的信息，还必须选择通往紧急出口的路线。随着情况的发展，Agent会感到精神压力或强烈的恐惧或焦虑。因此在他们会在惊慌的情况下做出不利的反应，这种恐慌的异常疏散行为会导致疏散流向出口的时间延迟。他们认为恐慌的程度取决于三个因素：剩余时间，等待的频率和找到出口的难度。
.......................
第二章民机乘客应急疏散决策行为规则构建
2.1安全信息感知
安全意识的概念来自态势感知，它指的是在特定时间和空间内对特定环境中的安全元素和潜在危险的感知，以及对其未来状态的预测[26]。
黄希发[27]在大型场馆人员疏散的仿真研究中对个体的感知信息建模方面，主要考虑了影响个人决策的主要因素，如在人员视野范围内的障碍和人数等。乘客决策行为的特征与其从外部环境获取的信息有关，如出口和路径的位置、逃生人群的流量分布等。如果乘客获得的信息较少，会在出口和路线选择时出现犹豫、跟随人群等不合理的行为。如果乘客获得的信息较为全面，会估计各类出口和路线的疏散时间方案，并做出最利于自身的决策。个体按照其对周身现状的感知，做出自己决策的决策行为[28]。在决策过程中，个体首先考虑的是如尽快到达最近出口、远离危险源等自己要达到的目标。为了达到这个目标，个体将根据自身所具备的经验和知识，思考所有可能的决策行动范围，并从中选取最利于达到目标的行动作为自己的决策。乘客对自身到出口的距离、视野内范围人数、出口的可见性状态等参数的判断属于对周围环境信息的感知，对这些因素的衡量较为简便，采用相关物理量即可有效表示。
Chang[29]等探究了航空安全教育对客舱知识、态度和行为安全意识（KAB）的影响，研究发现航空安全教育对航空公司客舱安全知识、态度和行为产生积极影响。在大多数情况下，航空公司试图为航空旅客树立愉快的飞行形象。从统计学上来说，大部分紧急情况不太可能发生，航空公司不希望因为过于强调紧急情况下乘客应如何意识并准备应对可能的灾难而引起或增加乘客的焦虑。此外，航空公司经常倾向于强调机组人员的服务角色，这可能会导致一些乘客忽视机组人员的安全角色和飞行中的安全演示，进而导致乘客的安全知识和能力不足以应对紧急事件发生时的复杂情况。“应急设备”和“紧急出口”是影响客舱安全知识的两个重要因素[30]，增加乘客对应急设备和程序的理解是提高飞机事故存活率的主要方法。因此，乘客在起飞前了解应急撤离时所必须掌握的知识和信息非常重要。CCAR-121第569条规定，运行载客飞机的合格证持有人应确保有适当的机组人员向所有乘客口头介绍紧急出口的位置、安全带的使用、应急设备的位置和使用以及其他必要的逃生信息，并应在位于客机每位乘客方便取用的位置，至少有用中文印制的卡片以补充口头介绍。因此，乘客决策行为的衡量需要考虑乘客对出口位置和距离等知识的影响。
...........................
2.2时间压力
时间压力是指在紧急情况下个体在作出决策或处理信息时对有限可利用时间的察觉[31]。个体在决策过程中感知到的认知资源越少，决策过程中感知到的问题就越复杂。决策者在进行选择时，必须考虑如何合理利用其认知资源，以便采用合适的决策策略来满足任务复杂度的要求。在不同程度的时间压力下，决策者往往会根据情况的变化使用不同的选择来解决决策问题，而这种选择的变化会体现在对具体信息处理的行为中[32]。
Xu[33]等研究发现，人们的时间知觉与心理状态有很强的相关性，更强的心理素质可以降低人们对突发事件的总时间知觉。在较长的时间感知中，可用出口数量的较高水平具有最大的负面影响。相比之下，机组引导的存在对较长时间的感知具有最显着的积极影响。此外，知识和经验可能在降低人们的总疏散时间感知方面发挥重要作用，并且在人们更强的心理素质方面也发现了同样的效果。
Du[34]等研究发现，在客舱中部的乘客会在选择逃生出口时表现出犹豫，移动中会在主通道中往返行走，而且有80%以上的乘客倾向在堵塞时选择另一个出口。
疏散中的路线规划过程是先从环境中获取线索，然后处理线索信息并做出决策，最后将决策付诸行动的过程[35]。时间压力通过降低乘客信息选择能力与信息处理能力的方式，对决策过程造成很大影响。与此同时，时间压力也会导致情绪强度的转变，从而影响乘客决策行为的改变。综上所述，时间压力会对疏散人员的路径选择决策行为产生影响，对时间压力与路径选择决策行为关系的建模如图2-1所示。
...............................
第三章民机乘客应急疏散模型构建.............................18
3.1航空器属性.........................18
3.1.1应急出口.........................18
3.1.2过道宽度.............................19
第四章民机应急疏散仿真优化软件开发...........................26
4.1仿真理论基础.......................................26
4.1.1元胞自动机理论................................26
4.1.2 ACT-R架构............................27
第五章民机乘客应急疏散决策分析...............................34
5.1犹豫影响.......................................34
5.1.1场景设置.......................................34
5.1.2数据分析.....................................34
第五章民机乘客应急疏散决策分析
5.1犹豫影响
在飞机疏散过程中，因为疏散人员的犹豫造成的延迟可能对飞机总体疏散有着严重影响。本节基于前文设置的犹豫者行为模型，探究在三种人员行为中，犹豫决策行为对民机总体疏散时间带来的影响。
5.1.1场景设置
实验场景按照90s疏散演示实验设定进行，开放飞机右侧R1、R2、R3、R4四个出口，具体人员比例设置如下表所示，分别进行500次民机应急疏散仿真实验模拟。

决策模拟论文参考

...........................
第六章结论与展望
6.1结论
为较为真实准确地仿真模拟民机应急撤离模拟实验，需要建立有效的民机乘客应急疏散决策模型以模拟乘客在应急疏散过程中的决策行为。为此，本文进行的主要研究内容及结论如下：
1.参考国内外研究并梳理民航规章要求、应急疏散行为、个体决策理论等，分析了民机应急疏散决策行为的影响因素。总结出安全感知信息、时间压力、情绪强度和从众行为等因素对民机乘客应急疏散决策有重要的影响作用。分析了在四种因素影响下，民机乘客在应急疏散中产生的决策行为，并将乘客分类为普通者、犹豫者、从众者，建立了三种不同的民机乘客应急疏散决策行为规则。
2.在民机乘客应急疏散行为子模型基础上，再从航空器属性、外界环境、乘客基本属性等方面进行设置，建立了民机乘客应急疏散模型。并对模型施加约束条件，以探究在不同条件下乘客个体疏散决策对总体疏散的影响。
3.基于元胞自动机理论，结合ACT-R架构编写了民机乘客应急疏散决策仿真程序，优化形成了EES_air2.0软件。以B737-800为例进行了民机应急疏散仿真实验，对仿真实验的数据进行整理和分析，验证了程序的有效性。
4.以不同比例人员构成为变量，分别进行了500次仿真实验，发现飞机总疏散时间随着不同比例的人员增加而增加，证明了在民机疏散过程中犹豫和从众决策行为对飞机总体疏散有着延迟作用。研究还发现了机组引导作用和乘客携带行李行为对飞机总疏散时间都有显著的负向影响。
参考文献（略）