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考虑礼让规则与出口切分的瓶颈处行人动力学规律研究

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中国安全生产科学技术 2020年第12期16卷 37-43页

作者：李杏彩刘少博王亚飞刘梦婷朱伟周轶武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 北京城市系统工程研究中心北京100035 北京市安全生产科学技术研究院北京101101

为研究礼让规则和出口切分对瓶颈处行人微观行为及通行效率的影响,充分调研并设计行人动力学规律实验,使用图像识别技术从采集的实验视频中获取行人运动轨迹与坐标数据。研究表明:行人平均速度与视野内行人平均最近距离呈正相关、与视... 详细信息

为研究礼让规则和出口切分对瓶颈处行人微观行为及通行效率的影响,充分调研并设计行人动力学规律实验,使用图像识别技术从采集的实验视频中获取行人运动轨迹与坐标数据。研究表明:行人平均速度与视野内行人平均最近距离呈正相关、与视野内平均人数、相对角度呈负相关;同向从众、反向避让的行人行为特征导致行人在通过瓶颈时会出现明显分层现象,平均层间距150 mm。考虑礼让规则时,通行效率与初始人员数量呈负相关,但行人反应时间间隔的不确定性导致瓶颈整体通行效率下降,适当瓶颈宽度可避免“成拱”现象发生并提高瓶颈空间利用率,进而提高通行效率;非拥挤状态下竞争规则比礼让规则的通行效率更高;将宽2 m的瓶颈划分多个出口瓶颈整体通行效率变化不大,但单个出口通行效率明显提高,且面对多出口选择时行人表现出右侧出口选择倾向性。

关键词：行人动力学行人流实验瓶颈礼让规则出口切分

基于行人动力学的综合客运枢纽运行效率评价模型

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物流技术 2012年第7期31卷 185-187页

作者：胡春平冯佳王永亮北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室北京100044

提出一种基于行人动力学的综合客运枢纽运行效率评价模型。在综合客运枢纽运行效率的定义基础上,以行人动力学思想对枢纽内部旅客密度及运行速度进行评价。结果表明,该方法可通过测量旅客前进线密度和左右线密度对枢纽运行效率进行计算... 详细信息

提出一种基于行人动力学的综合客运枢纽运行效率评价模型。在综合客运枢纽运行效率的定义基础上,以行人动力学思想对枢纽内部旅客密度及运行速度进行评价。结果表明,该方法可通过测量旅客前进线密度和左右线密度对枢纽运行效率进行计算,运行效率与走行长度呈反比例关系。

关键词：综合客运枢纽运行效率行人动力学

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可跨越障碍物存在下的行人动力学实验研究

可跨越障碍物存在下的行人动力学实验研究

作者：沈志伟合肥工业大学

学位级别：硕士

为了探寻行人动力学和行人疏散的特性,更好地解决行人拥堵问题,大批专家学者已经就行人流开展了十分深入的研究,在众多研究当中,针对可跨越型障碍物对行人疏散和行人流的影响却几无探讨。然而,在真实的紧急情况下,桌椅、坍塌的墙体甚至... 详细信息

为了探寻行人动力学和行人疏散的特性,更好地解决行人拥堵问题,大批专家学者已经就行人流开展了十分深入的研究,在众多研究当中,针对可跨越型障碍物对行人疏散和行人流的影响却几无探讨。然而,在真实的紧急情况下,桌椅、坍塌的墙体甚至是摔倒的行人都可能会以一种可跨越障碍物的形式影响公共场所下的行人疏散和行人流,因此,本项目着手就可跨越障碍物存在条件下的行人动力学特性展开实验研究。本项目设置了可跨越障碍物存在条件下的行人疏散实验和单通道行人流实验。采用数理统计的方法,通过对疏散时间、局部瞬时密度、行人决策行为以及行人的速度间距变化等多个指标的分析,考察可跨越型障碍物对行人疏散和行人流的影响。在可跨越障碍物存在下的行人疏散实验中,行人的疏散时间随着障碍物与出口距离的增加而减少。从局部瞬时密度角度上考虑,可跨越障碍物高度的不同会导致高密度行人簇分布的不同。从行人决策行为角度上考虑,随着障碍物与出口之间距离的增加,更多的行人会趋向于选择绕过障碍物而不是跨越。在可跨越障碍物存在下的单通道行人流实验中,随着障碍物高度增高,会出现越发明显的“速度分界现象”。就密度-速度基本关系而言,由于障碍物带来的加减速效应,在高密度下,存在障碍物的工况行人速度会超过无障碍物工况。本文对四组工况下行人的速度和间距关系也进行了研究。值得注意的是,研究结果表明对于存在障碍物的工况,速度和间距仅存在强约束段和自由段的线性关系,弱约束段仅在于无障碍物工况中出现。

关键词：行人动力学行人疏散实验单通道行人流实验可跨越障碍物

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行人动力学的研究进展

人类工效学 2008年第2期14卷 68-71,F0003页

作者：龚晓岚魏中华北京工业大学北京市交通工程重点实验室北京100022

行人动力学的研究对设计和优化步行交通设施,提高人群的疏散效率有着重要的意义。文章对国内外行人动力学的研究现状进行了综述,对比了宏观与微观两种行人动力学描述方法,并对不同类型的微观模型进行了比较。最后对行人动力学研究的发... 详细信息

行人动力学的研究对设计和优化步行交通设施,提高人群的疏散效率有着重要的意义。文章对国内外行人动力学的研究现状进行了综述,对比了宏观与微观两种行人动力学描述方法,并对不同类型的微观模型进行了比较。最后对行人动力学研究的发展趋势进行了展望。

关键词：行人动力学宏观模型微观模型

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基于行人动力学的地铁车站客流仿真模型

电子测试 2018年第12期29卷 49-50,48页

作者：王媛媛南京地铁运营公司机电分公司江苏南京210029

本文基于ABMS理论,采用行人动力学方法设计了南京地铁W车站进出站旅客行为模型,在Any Logic软件中实现该模型并进行了仿真实验,结果表明模型具有较好的表现力,为进一步深入研究旅客疏导问题提供了可靠的基础。

关键词：地铁旅客疏导系统仿真行人动力学

基于改进社会力模型的常态行人交通演化动力学研究

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基于改进社会力模型的常态行人交通演化动力学研究

作者：刘莹河北工业大学

学位级别：硕士

步行作为传统的交通出行方式,始终是城市居民参与城市交通的重要形式。城市化进程的不断推进加快了人口在城市的聚集,大规模的行人交通基础设施也随之兴建。行人交通是现代交通学科的重点研究内容,吸引了众多学者的广泛关注。行人建模... 详细信息

步行作为传统的交通出行方式,始终是城市居民参与城市交通的重要形式。城市化进程的不断推进加快了人口在城市的聚集,大规模的行人交通基础设施也随之兴建。行人交通是现代交通学科的重点研究内容,吸引了众多学者的广泛关注。行人建模研究和常态下行人动力学研究有利于科学掌握行人运动的内在机理和演化规律,为交通规划、设计、管理、优化等提供了理论指导和科学方法。为实现模型对常态下行人交通行为更准确的描述,本文对原始社会力模型进行改进,利用计算机仿真,分析改进社会力模型的合理性,探究行人运动的动力学演化规律。社会力模型以场动力理论作为建模的思想基础,主要通过行人自身期望、其他行人的影响、边界等障碍物的影响三部分共同确定行人的运动。然而,将原始社会力模型直接用于描述常态下行人的行为动态,会导致描述与实际场景的偏离。为提高模型精确性,本文提出一种改进的社会力模型。行人在步行过程中,会受到来自行人间潜在冲突的影响,本文将冲突避免机制加入改进模型。同时,本文认为潜在冲突的响应范围受到响应时间和相对速度矢量的影响。行人间的相互作用具有各向异性,考虑行人相对位置、速度对行人视野和注意力的影响,改进各向异性系数。考虑结伴小组的行人吸引与排斥效应,以及结伴行人的姿势调节行为,加入结伴成组力。建筑物边界等障碍物对行人心理的影响并非总是存在,只有当行人认为边界与自己的运动有潜在冲突时,才存在相应的排斥效应,由此改进边界对行人的作用力。以两组典型场景为例,通过探究行人动力产生的来源,阐述在原始社会力模型中,无论将产生行人间相互作用的场看作是具有圆形等势线的场,还是看作具有椭圆形等势线的场,行人间相互影响力的计算值与实际均存在偏差。然而,由于考虑了潜在冲突对行人心理的影响,改进后的模型克服了上述缺陷。仿真结果表明,冲突避免力在常态行人动力学中起着重要的引导作用。改进模型使行人轨迹更平滑、更符合实际。此外,在无拥堵的条件下,当行人初始密度较高时,行人对冲突的敏感度与疏散效率之间存在一定的非线性关系,中等敏感度可能导致最低的疏散效率。

关键词：行人动力学常态行人社会力模型相互影响冲突避免

考虑室内呼吸暴露风险的人群引流控制策略研究

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中国安全科学学报 2022年第5期32卷 14-20页

作者：梁本部谢科范 VAN DER WAL Natalie 刘嘉武汉理工大学管理学院湖北武汉430070 代尔夫特理工大学技术政策与管理学院荷兰代尔夫特2628 BX 中南财经政法大学信息与安全工程学院湖北武汉430073

为明确重大疫情中人群引流控制策略对室内呼吸暴露风险的影响,基于改进的行人动力学模型和呼吸传染概率模型,构建一般室内情况下人群运动多种场景,借助多智能体仿真技术,模拟防护优化策略、流量优化策略和路线优化策略对呼吸暴露风险影... 详细信息

为明确重大疫情中人群引流控制策略对室内呼吸暴露风险的影响,基于改进的行人动力学模型和呼吸传染概率模型,构建一般室内情况下人群运动多种场景,借助多智能体仿真技术,模拟防护优化策略、流量优化策略和路线优化策略对呼吸暴露风险影响。研究结果表明:室内呼吸暴露风险主要取决于行人总流量、个体停留时间、运动路径规划和污染区域持续时间;在行人社交距离遵循行为方面,个体因必须保持设定的物理距离而形成延滞效应,这会进一步增加暴露于污染区域时间;口罩病原体渗透率越低、空间通风量越大,群体呼吸传染概率越小。

关键词：室内呼吸呼吸暴露风险人群引流控制策略呼吸传染行人动力学场景仿真

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结合个体情绪因素的人群疏散仿真

结合个体情绪因素的人群疏散仿真

作者：郑子泽杭州电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,公共场所中由于大规模的人群活动带来的安全事故频繁发生,公共安全问题受到了社会各界的广泛关注。如何在事故发生时迅速采取应对措施或者通过预测来避免事故的发生变得极为重要。传统的疏散演习费时费力且不能真实反映出紧急情... 详细信息

近年来,公共场所中由于大规模的人群活动带来的安全事故频繁发生,公共安全问题受到了社会各界的广泛关注。如何在事故发生时迅速采取应对措施或者通过预测来避免事故的发生变得极为重要。传统的疏散演习费时费力且不能真实反映出紧急情况下行人的迷茫和惊慌等情绪,而利用计算机人群仿真技术可以在有效降低成本的同时提高安全性,因此利用虚拟人群仿真技术研究人群疏散对预防安全事故发生、保障公共安全有着重大的现实意义。疏散过程中的行人往往带有恐慌情绪,其不仅会影响个体自身的行为特征,而且会在人群中相互传染,最终影响整个群体的运动。尽管现在的疏散模型逐渐开始考虑情绪的影响,但是大多数研究的重点在于情绪的传播模式,很少考虑个体在不同情绪下的行为特点。针对该问题,本文提出了一种将个体情绪因素和行为特征相结合的仿真方法,用以研究不同情绪状态下个体行为差异对人群疏散的影响。本文的主要工作概括如下:1.基于行人在不同情绪状态下的行为特点,提出了一种情绪划分规则及个体特征的量化方法。依据行人疏散时焦虑程度的不同,将行人的情绪状态分成Calm、Anxiety、Panic、Hysteria4种类别,同时为不同情绪状态的行人划分焦虑程度范围,并设定最大期望速度、视域范围和绕行规则。2.根据行人在疏散过程中的行为特征及情绪状态,提出了一种基于分数阶势场的情绪表达模型。该模型通过对分数阶势场重新定义,使得个体间的情绪差异可以通过情绪场的阶数体现。3.基于行人与视野范围内的其他个体的相对位置、速度矢量和情绪状态,提出了一种情绪力的计算规则。通过计算得到情绪作用力并与传统社会力模型相结合,共同驱使行人的运动行为。并通过对比疏散过程中人群的时空分布和疏散效率,对本文模型的有效性进行评估。仿真结果表明,本文方法不仅可以有效模拟不同情绪下相邻个体之间的交互行为,而且能有效模拟带有情绪因素的群体疏散情况。

关键词：疏散行人动力学社会力分数阶势场情绪

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考虑缓冲空间的行人行为决策模型

考虑缓冲空间的行人行为决策模型

作者：刘登辉华北水利水电大学

学位级别：硕士

近年来,人们不断向城市聚集,密集人群出现的机会也相应增多,容易出现拥挤和踩踏事件,进而造成人员伤亡和财产损失。而行人流仿真模型是模拟行人交通的一种有效方法,可以用来预防行人交通中的安全事故。随着人们对行人流仿真模型要求的提... 详细信息

近年来,人们不断向城市聚集,密集人群出现的机会也相应增多,容易出现拥挤和踩踏事件,进而造成人员伤亡和财产损失。而行人流仿真模型是模拟行人交通的一种有效方法,可以用来预防行人交通中的安全事故。随着人们对行人流仿真模型要求的提高,通过模拟行人微观行为决策,利用行人与行人、行人与周围障碍物和环境之间的交互,来模拟群体行人流的运动方式,已成为建立行人流模型的关键。针对此要求,本文通过对行人流的实地观察,获取影响行人行为决策的相关机制,通过实验量化影响行人行为决策的影响因素。建立影响因素与行为决策之间的数学函数,并充分利用Agent理论,建立行为决策算法,搭建了体现个体差异的行人流仿真模型。本文首先分析了行人运动空间与行为决策的关系,通过行人运动空间引入缓冲空间的概念,将行人维持期望速度不做其他行为决策时的最小运动空间定义为缓冲空间。设计了现场观测实验和单线行人运动实验来分别获取不同速度下行人的运动数据,建立了缓冲空间与速度之间数学函数。根据此函数关系,结合Agent思想,构建了基于缓冲空间的行为决策算法,在此基础上编制了仿真程序。通过设计双向行人流实验,并与不考虑缓冲空间影响的仿真程序进行对比,验证了模型的有效性。研究主要得到以下结论:第一,行人缓冲空间与速度基本呈线性关系,在正常运动状态下,行人缓冲空间与速度关系可以用S=0.88v-0.262和S=0.54v-0.232来表示,行人在不同速度下的缓冲空间范围位于两函数之间;在奔跑状态下,缓冲空间与速度的函数关系为S=0.4v-0.105。第二,仿真模拟结果表明,考虑缓冲空间的仿真模型可以模拟出不同速度下行人感知、决策过程的差异。因此可以很好模拟行人流的自动渠化现象,优化行人路径,减少行人对抗时间,因此疏散时间更短,更符合现实的行人流情况。在模型有效性验证中,该模型在行人低、中、高密度的情况下都能很好的模拟行人渠化现象,其密度-流量的模拟数据曲线与调研模拟曲线基本吻合。

关键词：行人动力学行人流建模 Agent建模行为决策缓冲空间