基于智能体的行人地震疏散仿真；以黎巴嫩贝鲁特为例

大多数地震风险评估方法侧重于估算建成环境的破坏及相应的社会经济损失，而未充分考虑风险的社会层面。然而，人类行为是预防地震人员伤亡的关键要素，因此将其纳入定量风险评估研究十分重要。本研究采用跨学科方法，利用基于智能体的模型在城市的尺度上仿真地震期间行人疏散。该模型集成了地震危险性、物理易损性以及个体的行为与移动性。该仿真器应用于黎巴嫩贝鲁特案例。黎巴嫩位于黎凡特断裂带中心，该断裂带曾引发多次 Mw>7 的地震，最近一次在 1759 年。它是地中海地区地震风险最高的国家之一。这是由于直至 2012 年之前缺乏强制性抗震规范、高度城市化以及缺乏适当的空间规划和风险防范政策，导致建筑物抗震脆弱性高。贝鲁特作为黎巴嫩主要的居住、经济和机构中心，人口稠密。为满足城市发展的日益增长需求，建筑几乎占据了城市所有绿地；广场和花园正消失以让位于摩天大楼。然而，开放空间是远离碎片的避难安全场所，因此在地震疏散中起着至关重要的作用。尽管城市化严重，仍存在少量开放空间，但上锁的门和其他人为障碍常限制其进入。为仿真这一复杂背景，行人的疏散仿真在 GAMA [1] 中实现的高度真实空间环境中运行。先前关于贝鲁特土壤和建筑的数据 [2, 3] 辅以从高分辨率 Pleiades 卫星图像提取的新地理数据。地震荷载定义为黎巴嫩抗震规范中规定的 0.3g 峰值地面加速度。建筑损坏使用经训练的人工神经网络估算平均损坏 [4]，该网络基于地震荷载以及土壤和建筑振动特性 [5] 进行预测。此外，还估算每栋建筑周围产生的碎片数量与足迹并纳入模型。我们仿真地形、建筑、碎片和开放空间可达性如何影响个体的移动性。实现了两种城市配置：1. 开放空间无任何障碍可达；2. 部分开放空间通道被阻。首次仿真结果表明，虽然 52% 的人口能在震后 5 分钟内到达开放空间，但当其中一个开放空间被锁定时，该比例降至 39%。这些结果表明，城市中可达开放空间的存在及其与住宅建筑的邻近程度，是确保地震发生时人们安全的关键因素。