基于改进蚁群算法的船舶人员疏散问题研究
１ 引 言
现代舰船体系是一个非常复杂的系统，它有着体积庞大、结构复杂、舰载人员众多等特点。一旦船体受到意外打击如：舱室起火，安全通道损坏，海水倒灌等严重影响舰载人员生命的情况时，研究如何快速有效的将众多船载人员疏散到安全区域是极其必要的。由于舰船通道普遍比较狭窄，舱室众多并且通往安全区域的出口有限，如何建立合理的疏散模型成功的解决大规模疏散成为棘手的问题。
人员疏散是一个非常复杂的过程，近年来应用计算机仿真技术来研究紧急情况下人员疏散问题已经成为了一种广为接收的方法［１］。比较成功的疏散模型有Ｈｅｌｂｉｎｇ的社会力模型［２］，元胞自动机模型［３］、以及基于Ａｇｅｎｔ［４］的建模方法。国内外的一些专家的研究方向主要是针对火灾发生时的人员疏散问题，对于大型舰船内的人员疏散问题研究较少几乎为空白，也有一些学者做过一些常识性的工作，ＥＶＩ是当今舰船疏散系统较典型的代表，但在人员疏散路线方面过分的依赖于较短路径问题，虽然仿真效果很好但缺少严格理论依据，在疏散模型方面较早的宏观模型是由Ｆｒｕｉｎ［５］提出的着重从全局角度研究系统特性，但对于个体行为运动细节描述过于粗糙，Ｆｌｏｒｉａｎ［６］于２０１１年提出了运动模型，能够描述出节点处的动态变化，但仍不能描述个体之间的相互作用，两种模型都无法运用到舰船当中。余为波［７］基于较短路径的方法对舰船通道逃逸路线进行了研究，但没有考虑到舰船人员疏散的综合因素只用当量较短路径来优化逃生路径显然缺乏说服力，陈淼［８］对舰船的通达性做出了分析，但只是对性能进行了分析没有给出较好的疏散模型。崔喜红［９］等给出了基于多智能体技术的人员疏散模型，计算复杂适用于小型精确疏散，却很难应用到舰船人员大型疏散中来。本文提出了一种大型舰船内部人员疏散问题的精确数学模型，并尝试用改进的蚁群算法解决疏散问题，在算法中构造了一种新的启发式函数，增加人员疏散过程中的社会因素及心理因素影响。同时对舰船疏散相关内容进行了精确的数学描述，根据国际海事安全委员会（ＭＳＣ）的数据要求进行了实验仿真，为快速高效解决大规模舰船人员疏散问题提供新的思路。
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