本文選題：行人流 + 受限視野��； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們出行需求量飛速上升,步行是其中最為基礎(chǔ)也必不可少的一種方式。最近幾十年來,各種不同領(lǐng)域的研究人員開始投入到行人交通流研究中,以便更詳細(xì)準(zhǔn)確地了解行人行為特征規(guī)律,從而提高行人的出行安全和舒適程度。行人交通作為一個(gè)非常復(fù)雜的非線性系統(tǒng),其中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象仍然沒有被很好的解釋,面臨的很多問題也沒能被解決。本文根據(jù)現(xiàn)有的行人交通流研究,對(duì)房間疏散逃生、單向行人流和雙向行人流進(jìn)行了更深入的調(diào)查分析,通過可控實(shí)驗(yàn)和仿真模型結(jié)合的手段,充實(shí)和豐富特定情況下的行人交通流理論。本文的主要工作有:進(jìn)行單出口通道行人流實(shí)驗(yàn),研究行人數(shù)量對(duì)疏散動(dòng)態(tài)過程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,疏散時(shí)間和行人數(shù)目呈倍數(shù)增長的關(guān)系:另外,連續(xù)行人之間的疏散時(shí)間間隔在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程前后保持穩(wěn)定,意味著非恐慌條件下疏散效率和房間內(nèi)的剩余人數(shù)沒有直接關(guān)系。進(jìn)行環(huán)形通道行人流實(shí)驗(yàn),研究視野受限對(duì)單向和雙向行人流的影響。實(shí)驗(yàn)要求行人在正常視野環(huán)境或者視野受限環(huán)境下,在環(huán)形通道內(nèi)沿著順時(shí)針或者逆時(shí)針行走。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無論單向行人流還是雙向行人流,視野受限環(huán)境下的流量均低于正常視野環(huán)境下的流量。雙向行人流中,正常視野環(huán)境下不同方向行人迅速分離成獨(dú)立的穩(wěn)定隊(duì)列,由于右行偏好習(xí)慣,順時(shí)針/逆時(shí)針行人總是靠近環(huán)形通道內(nèi)側(cè)/外側(cè)邊界前進(jìn)。視野受限環(huán)境下的第一組雙向行人流實(shí)驗(yàn)中,沒有出現(xiàn)對(duì)向成行自組織現(xiàn)象,行人運(yùn)動(dòng)始終沒有演化成穩(wěn)定的成行狀態(tài),局部高密度擁堵不斷出現(xiàn)和消散。但是在視野受限環(huán)境下的后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,不同方向行人會(huì)較快地形成隊(duì)列,這是因?yàn)樾腥双@得右行偏好能夠避免碰撞的經(jīng)驗(yàn),從而加速了隊(duì)列的形成。進(jìn)行環(huán)形通道行人流實(shí)驗(yàn),研究打傘行為對(duì)單向和雙向行人流的影響。實(shí)驗(yàn)要求行人在常規(guī)條件或者打傘條件下,在環(huán)形通道內(nèi)沿著順時(shí)針或者逆時(shí)針行走。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無論單向行人流還是雙向行人流,打傘情況下的流量均低于常規(guī)條件下的流量。常規(guī)條件下雙向行人流出現(xiàn)對(duì)向成行自組織現(xiàn)象,分離成兩條靠右側(cè)行走的隊(duì)列。而在打傘條件下,不同方向行人也會(huì)形成隊(duì)列,但是隊(duì)列數(shù)量可能不止兩條,而且行人沒有呈現(xiàn)明顯的左右行偏好。我們對(duì)上述行人流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模型模擬。我們發(fā)現(xiàn)利用基本的社會(huì)力模型無法成功再現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象,因此需要對(duì)原始的社會(huì)力模型進(jìn)行改進(jìn)。為了再現(xiàn)疏散動(dòng)態(tài)過程,我們提出了一個(gè)改進(jìn)的社會(huì)力模型。模型中假設(shè)當(dāng)行人個(gè)體承受的物理斥力的矢量和超過某個(gè)臨界值時(shí),該行人將暫時(shí)性無法繼續(xù)維持前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力。模擬結(jié)果顯示,此改進(jìn)模型仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致程度較高。為了再現(xiàn)受限視野實(shí)驗(yàn)中的行人流動(dòng)態(tài)特征,我們提出了一個(gè)改進(jìn)的受力模型。模型中調(diào)整了行人驅(qū)動(dòng)力方向和大小,加入了右行偏好機(jī)制,并考慮到行人在視野受限環(huán)境下無法準(zhǔn)確判斷前進(jìn)方向�？紤]了這些因素后,仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。為了再現(xiàn)打傘行人流的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,我們?cè)谠忌鐣?huì)力模型中添加了雨傘之間的物理接觸力,得到的仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本文研究成果有助于改善行人交通基礎(chǔ)公共設(shè)施的設(shè)計(jì),同時(shí)優(yōu)化大型活動(dòng)和疏散逃生的引導(dǎo)方案。
[Abstract]:With the rapid development of social economy, people's travel demand is rising rapidly. Walking is one of the most essential and essential ways. In recent decades, researchers in various fields have begun to invest in the study of pedestrian traffic so as to more accurately and accurately understand the characteristics of pedestrian behavior, thus improving pedestrians. Pedestrian traffic as a very complex nonlinear system, some of these phenomena are still not well explained and many problems can not be solved. Through the investigation and analysis, the pedestrian traffic flow theory is enriched and enriched by the combination of controlled experiment and simulation model. The main work of this paper is as follows: the pedestrian flow experiment of single exit channel is carried out to study the influence of pedestrian number on the evacuation dynamic process. The experimental results show that the relationship between the evacuation time and the number of pedestrians is multiplier. In addition, the evacuation time interval between continuous pedestrians remains stable before and after the whole experimental process, which means that the evacuation efficiency is not directly related to the remaining numbers in the room under non panic conditions. A circular passage pedestrian flow experiment is carried out to study the effect of vision limitation on one-way and two-way pedestrian flow. The experiment requires pedestrians in a normal field of vision. It is found that the flow of one-way pedestrian flow or two-way pedestrian flow is lower than that under normal visual field. In two-way pedestrian flow, pedestrians in different directions are separated rapidly into independent stability in a normal field of vision. In the first group of two-way pedestrian flow experiments under the environment limited environment, there is no self organizing phenomenon of the opposite direction, and the pedestrian movement has not evolved into a stable running state, and the local high density congestion appears and disappear. But in the follow-up experiment under the confinement environment, pedestrians in different directions will quickly form a queue. This is because pedestrians get the experience of avoiding collision by the right preference of pedestrians, thus speeding up the formation of the queue. It is found that the flow of the one-way pedestrian flow or the two-way pedestrian flow is lower than the conventional flow under the normal condition or the umbrella condition. In the conventional condition, the two-way pedestrian flow appears to be self-organized, and two lines are separated on the right side. Under the condition of umbrella, pedestrians in different directions will also form a queue, but the number of queues may be more than two, and the pedestrians do not show obvious left and right preference. It is necessary to improve the original social force model. In order to reproduce the dynamic process of evacuation, we propose an improved social force model. The model assumes that the pedestrian will not continue to sustain the driving force when the physical repulsion vector of a pedestrian is more than a certain critical value. The simulation results are in good agreement with the experimental results. In order to reproduce the dynamic characteristics of the pedestrian flow in the restricted field of vision experiment, we propose an improved force model. The model adjusts the direction and size of the pedestrian driving force, adds the right preference mechanism, and considers that the pedestrian can not accurately judge the advance in the limited environment. After considering these factors, the simulation results are in agreement with the experimental results. In order to reproduce the experimental rules of the pedestrian flow in the umbrella line, we add the physical contact force between the umbrellas in the original social force model, and the simulation results are in agreement with the experimental results. The results of this paper are helpful to improve the establishment of the basic public facilities for pedestrian traffic. At the same time, optimize the guidance plan for large-scale activities and evacuation.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U491.226

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本文編號(hào)：2107940