基于元胞自动机的船舶紧急疏散顺序研究

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1、学校编码10390分类号U691.32学号201211823011密级糞H大李硕士学位论文基于元胞自动机的船舶紧急疏散顺序研宄指导教师：刘晓佳副教授作者姓名：熊子龙串请学位级别：.硕士学科专业：交通运输工程研宄方向：交逋运输规划与管理论文提交日期：.2015年5月4日论文答辩日期：2015年6月12日学位授予单位：集美大学学位授予日期：.2015年6月答辩委员会主席：宋培^才木论文评阅人:学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研宄工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集

2、体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间:M)lSI?^^^保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名)：傲各iI、V>•导师（签名)：时间：yox'i^硕士学位论文基于元胞自动机的船舶紧急疏散顺序研究StudyOnShipEmergencyEvacua

3、tionOrderWithCellularAutomata学科门类：工学作者姓名：熊子龙指导教师：刘晓佳副教授学科专业：交通运输工程研究方向：交通规划与管理学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2015年6月12日基于元胞自动机的船舶紧急疏散顺序研究摘要近年来，国家大力推动海洋经济发展战略，海上运输需求不断攀升，港口通航环境也愈加繁忙。与此同时，全球自然环境日益恶劣，地震、海啸、台风等极端自然灾害频发，对港口正常运转造成巨大影响；地区冲突、恐怖袭击、港口危险品泄露等突发事件增多，也使得港口安全保障工作面临严峻挑战。目前，各港口为应

4、对上述事件编制港口应急预案，但多数预案停留于指导性阶段，缺乏技术支持和具体应对方案，这一尴尬现实导致港口管理者在紧急时刻仍需依靠自身经验来判断形势、做出决策。基于此，本文以港口船舶为研究对象，在分析港口船舶流在非常规条件下的交通特性、不同疏散顺序方案的选择对疏散总时间的影响等问题的基础上，将水上交通的特点与道路交通领域的先进理论结合起来，利用元胞自动机方法建立船舶紧急疏散演化CA模型，研究船舶紧急疏散交通流的特征，为船舶疏散交通组织提供理论依据，也为海事管理部门制定港口应急预案提供决策依据。主要研究内容包括：1)可行性分析。根据

5、研究背景和国内外研究现状，对采用元胞自动机方法进行船舶紧急疏散顺序研究的可行性进行详细分析。2)船舶紧急疏散交通组织过程分析。根据收集的船舶和港口资料，对船舶紧急疏散交通组织过程进行具体分析，研究港口船舶紧急疏散工作环节的特征，梳理出对船舶疏散效率和安全影响较大的相关因素，为后期建模提供思路。3)元胞模型参数的确定。根据船舶紧急疏散交通组织流程分析，结合海上交通系统的特点，借鉴道路交通领域相关研究成果，构建符合船舶行为特征并且能够反映船舶紧急疏散实际交通情况的元胞模型参数，如元胞尺寸、领域、更新规则等。4)基于元胞自动机的船舶紧

6、急疏散演化模型构建。在元胞自动机理论方法框架下，提出一种基于Wolfram-184模型的船舶紧急疏散CA演化模型，探究疏散交通流特性，以此研究疏散顺序的改变对整体疏散流程的影响。最后以厦门港为例，验证模型的合理性。基于元胞自动机的船舶紧急疏散顺序研究是利用计算机仿真技术对船舶疏散过程进行模拟，根据演化过程中的交通流特性，反馈回模型，迭代计算得到船舶紧急疏散的相对顺序，确保疏散工作的安全和快速，并为决策者制定相关应急预案提供科学依据。关键词：船舶疏散；顺序；元胞自动机；船舶交通流；交通仿真IStudyOnShipEmergency

7、EvacuationOrderWithCellularAutomataAbstractInrecentyears,withthestatepromotingthemarineeconomydevelopmentstrategyvigorously,maritimetransportdemandcontinuestorise,portnavigationcircumstancebecomemoreandmorebusyaswell.Atthesametime,theglobalenvironmentisbecomingworse,

8、likeearthquakes,tsunamis,typhoonsandotherextremenaturaldisasters,whichwilltaketremendousimpactonthenormaloperationoftheport.What’sm