基于智能优化算法船舶人员疏散问题的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文基于智能优化算法的船舶人员疏散问题研究博士研究生：王侃指导教师：沈继红学位级别：工学博士学科、专业：系统工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2013年5月31日论文答辩日期：2013年8月23日学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngResearchonPassengerEvacuationinShipsBasedonIntelligentOptimizationAlgorithmCandidate

2、:WangKanSupervisor:Prof.ShenJihongAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:SystemEngineeringthDateofSubmission:May.31,2013thDateofOralExamination:August.23,2013University:HarbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献

3、的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编

4、本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据基于智能优化算法的船舶人员疏散问题研究摘要随着科技的发展，现代船舶系统逐渐发展成为具有庞大体积、船载人员众多、结构复杂等特点的的大型系统。一旦船体发生意外境况，如果不进行合理的规划处理，会造成巨大的人员伤亡和经济损失。随着社会科技的发展人们需

5、求的提升，海事安全受到了极大的关注，船舶环境下的人员安全问题被提升到了崭新的高度。在突发情况下研究如何快速有效的将众多船载人员疏散到安全区域成为众多学者关注的难题。然而船舶环境下的人员疏散问题研究并不成熟，尚没有形成合理、系统、正规的疏散体系。人员疏散问题的模型大多来源于陆地火灾疏散以及大型场馆的紧急疏散，缺乏海洋环境背景，模拟结果缺乏说服力。本文主要研究船舶环境下的人员疏散问题，从疏散模拟基础、疏散模型设计、人员行为分析、测试场景模拟四个方面研究船舶的人员疏散问题。并且为了解决大型人员疏散问题尝试引入现代智能优化算法的思想设计疏散模型以及方法，同时完善

6、船舶环境下算法的理论基础，为设计高效稳定的船舶人员疏散体系提供新的思路。主要的工作可以概括为如下：1、分析总结了船舶人员疏散方向的研究成果。通过对经典算法的解析以及对世界范围内学者的最新研究成果的阐述，总结模拟船舶人员疏散问题的四个要素结构，环境，过程和行为。从四要素出发分层次建立船舶人员疏散模拟体系。2、建立用于描述整体船舶人员疏散的精确数学模型。通过对已有的人员疏散模型及其空间建模技术的深入研究和分析，结合船舶人员疏散的宏观性以及微观性，提出了船舶人员疏散精确数学模型。同时在保留船舶基本信息的前提下，通过船体拓扑信息的转化，将复杂的舱室结构转化为图论

7、中的网络结构，给出了一种有效的船体信息转化方法，方便设计人员的疏散方案。3、建立基于邻域PSO的人员微观行为模拟模型。通过对海洋突发环境下人员行为的研究，将船舶环境融入到行为模型中，综合考虑了人员的健康程度、行走能力、环境感知程度等大量的个体差异因素，建立了基于粒子群优化算法模拟船舶人员微观行为的模型。将粒子群优化算法中的粒子看成疏散过程中的个体，结合其自身的环境感知能力、学习能力以及粒子的社会属性来模拟人员的疏散过程，能高效模拟紧急情况下的人员疏散行为。同时进行了理论完善，严格证明了在论文环境下算法的收敛性能，增强实验结果的说服力。4、提出了基于时间序

8、列分析的船舶运动预测方法。海洋环境下的人员疏散同陆地情况下的最大区别在于疏散环境