[01799805]面向宁波反恐应急预案设计的人群仿真技术研发

随着我国城市化进程的推进,公共安全形势十分严峻,恐怖袭击事件频繁发生,给公众的心理造成巨大的冲击,人群密集场所容易成为恐怖袭击的目标,给公共安全管理带来了新挑战。如果对人群密集场所的人群疏于管理,同样可以导致大量的人群伤亡。例如,上海外滩陈毅广场发生拥挤踩踏事件,造成大量人员伤亡。宁波市体育场在 1966 年也发生过人群踩踏事件,造成大量人员伤亡。综上分析,制定人员密集场所的反恐应急预案,向民众普及逃生知识,是反恐应急管理的一项长期重要的任务。 在人群灾害疏散应急管理方面,虽然已经取得不少研究成果,在人群反恐应急管理方面的研究尚不多见。恐怖袭击中,密集人群往往处于一种非理智的情绪状态,人群中的情绪相互感染,密集人群的行为特征有别于通常的人群运动,已有的疏散模型不适用于模拟恐怖袭击中的人群行为。目前已有的各种人群疏散模型中,比较有代表性的有元胞自动机模型和社会力模型,这些模型只是把人当成一个“粒子“看待,而没有充分考虑人的情绪因素,难以准确描述人群在紧急情况下的行为特征。现有的人群疏散理论和实验数据大都是从人群非紧急事件或者日常演习中获取,这些数据不能反映人群在突发事件中的真实行为。目前公众普遍缺少应对突发事件的训练,逃生自救意识不强,同时管理部门制定的人群应急预案太笼统,缺乏对人群聚集的可能后果进行事先推演。传统的人群实地疏散演习,限于演练场地、经费和时间等限制,无法大面积推广。 本项目针对已有研究的不足,拟开展人群仿真技术研发。通过采集已有的恐怖袭击案例信息,结合视频监控分析总结恐怖袭击的情景,采用虚拟仿真的技术,结合公共场所的建筑信息,采用三维可视的方式模拟人群在恐怖袭击中行为变化,通过设定不同人群参数来推演恐怖袭击可能造成的后果,为制定宁波公共场所的反恐应急预案提供一种新的可视技术,该技术还可以帮助公众直观学习如何应对恐怖袭击,为平安宁波提供技术帮助,项目的研究成果具有重要经济和社会效益。 项目已完成的内容： （1）通过视频和图片收集和分析各类恐怖袭击事件中人群的行为数据,从个性、情绪感染、社会态度等方面开展人群心理实验。 （2）研究恐怖袭击场景实时渲染算法,设计典型场景的空间的导航信息和事件信息,模拟人群在火灾、爆炸等作用下的流血、流眼泪等景象。 （3）构建人群个体的智能体结构,个体具有视觉和听觉两个通道的感知能力,采用软计算描述虚拟人的心理变量。建立个性、感知、动机、行为之间的联系,采用不确定推理算法构建规划器,用于行为决策,实现具有自主行为的虚拟人物。 （4）结合社会心理学OCEAN模型,建立恐怖袭击事件中人群情绪行为模型,针对人群密集的特点,建立人群的情绪感染算法,模拟人群的盲目跟随现象。 （5）建立恐怖袭击事件中人群运动导航模型：建立一种基于个性模型的人群运动碰撞检测方法,改进社会力模型,增加个体之间的情绪感染力,用于模拟人群个体局部碰撞检测。 （6）研制面向反恐应急预案的人群可视计算软件原型系统,模拟4 种常见的恐怖袭击情景,用户可通过角色扮演来模拟演习逃生过程。 实际达到的指标： （1）采用三维建模软件,构建场景的三维模型,针对不同场景,采用 XML 描述恐怖袭击中典型场景的空间语义信息,采用流体动画对场景特效进行渲染。 （2）采用软计算描述虚拟人的心理变量,采用不确定推理算法构建规划器,建立个性、感知、动机、行为之间的联系,实现具有自主行为的个体模型。 （3）建立了恐怖袭击情景下人群情绪感染模型,考虑了在情绪驱动下的人群导航,实现了人群情绪动画仿真。 （4）实现纵火、撞车、枪击、持刀杀人等4 种恐怖袭击情景的模拟。 （5）本项目发表论文12篇（其中1篇为中文一级学术期刊,11篇为中文核心）,申请软件著作权4篇,发表论文的数量和质量指标合乎要求。通过本项培养研究生6名,已经顺利毕业。