1.1研究目的与意义

#8204; 地球上海洋面积约占总面积的70%，随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的提高，旅游业在我国经济发展中的比重日益增大，海上客运航线日益增多。与此同时，随着全球经济一体化进程的推进，各国间的经济、文化交流日益频繁，海上货运行业也日益繁荣。目前，海洋交通运输已经成为国家交通运输的重要组成部分，客船作为海上交通运输的重要交通工具之一，近年来备受关注。随着航海与造船技术的不断进步，为满足人们对货物运输巨大需求和客运服务品质，各类船舶规模越来越大，功能也更加齐全。同时，现代船舶作为一个极其复杂的系统，其内部结构也变得更加庞大复杂，主要体现在其建筑体积庞大，而舱室的增加就显得其结构复杂、人流密度大、疏散空间狭窄等特点。一旦有威胁到船上乘客生命及财产安全的突发情况发生时，例如：船体倾覆、船舶搁浅破坏、舱室起火等，不熟悉环境的乘客很难在这种复杂环境中找到一条合理的疏散路径，导致船舶的人员流动效率低下，最终造成巨大的生命财产损失。1912年4月14日，英国泰坦尼克号触礁沉没，导致大约1500人遇难；1914年“爱尔兰皇后号”与挪威万吨级运煤船撞击沉没导致1012人遇难；1987年菲律宾“杜纳巴兹号”客轮因火灾沉没，导致4000余人遇难；2012年1月13日，歌诗达“协和号”游轮不幸触礁搁浅，最终倾覆沉没，导致32人遇难^【1】；2014年1月12日，一艘满载难民的船只在白尼罗河沉没，导致近300人遇难；2014年4月16日，载有476人的世越号客轮在韩国全罗南道珍岛郡近海发生沉船事故，造成304人遇难^【2】。由以上的事故案例可以看出，大型客船的事故后果多为灾难性的，因此，研究大型客船应急疏散过程中人群运动规律，合理规划人员疏散路线，可以提高人员流动效率，降低事故损失。

1.2国内外研究现状

国内外对于疏散的研究起步较晚，一般认为开始于20世纪50年代^【3】。最初的研究是源于对建筑物内行人速度的观测，美国科学家根据观测结果并经过分析发布了《建筑出口规范》^【4】。二战结束后，根据著名的爱丁堡歌剧院在150秒之内完成疏散的案例进行了细致的研究，进而提出了起火建筑中人员应在150秒之内疏散完毕的结论^【5】。20世纪70年代后，人员疏散科学的发展短暂停滞，9.11事件发生后，其发展进入了一个新的阶段^【6】。

1.2.1人群疏散模型研究

随着计算机技术的发展及对人员行为、心理研究的深入，已经可以通过计算机技术对疏散过程进行模拟分析，随之产生了大量疏散模型。以下分别对各模型进行了简述：

微观模型考虑了个体差异和人员行为特征对路径选择的影响，又可分为连续型模型和离散模型^【7】。其中比较典型的有Helbing等人提出的社会力模型^【8】、Muramatsu等人提出的格子气模型^【9】和Von Neumann等人提出的元胞自动机模型^【10】。宋卫国等人在社会力模型的基础上提出了火灾环境与人员行为特征耦合的人员疏散多作用力元胞自动机模型^【11】，并以此为基础进一步细化建立了多格子气模型^【12】。

宏观模型将人看做连续流动介质，利用流体力学理论。比较典型的有Henderson提出的一种将人视为流体流动的宏观模型^【13】，Peter Lu等人综合考虑火灾、烟雾以及人的心理因素后建立的宏观网络流模型，降低了计算复杂度并反映了心理研究结果^【14】。Hamacher^【15】将疏散过程中涉及的时间参数作为关键因素，给出了疏散问题的最大流、最快流等多个数学模型。