【摘要】：科學(xué)合理地量化行人的運(yùn)動(dòng)行為,不僅能為行人交通設(shè)施的設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù),并且可為行人應(yīng)急疏散方案的制定提供技術(shù)支持。人的社會(huì)屬性使得群組運(yùn)動(dòng)非常普遍,行人的這種運(yùn)動(dòng)行為已引起國(guó)內(nèi)外研究者的密切關(guān)注。為了深入了解群組的行為特性及其對(duì)行人交通的影響,我們采用實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法研究人員運(yùn)動(dòng)行為,構(gòu)建考慮群組行為的人員運(yùn)動(dòng)模型。 為了探究行人成組行走時(shí)的心理特性和運(yùn)動(dòng)特性,本文開(kāi)展了群組運(yùn)動(dòng)的問(wèn)卷調(diào)查和觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。我們主要從群組普遍性、群組大小、群組成員間的人際距離、信息傳遞、互助行為等方面分析了行人成組運(yùn)動(dòng)時(shí)的心理行為,結(jié)果表明：同伴間的群體意識(shí)非常強(qiáng)烈,且這種心理會(huì)對(duì)行人的運(yùn)動(dòng)特性產(chǎn)生影響,不應(yīng)該忽略群組運(yùn)動(dòng)對(duì)實(shí)際疏散過(guò)程的影響。在觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中,主要關(guān)注了同一群組內(nèi)行人運(yùn)動(dòng)的相似性和不同群組類型的運(yùn)動(dòng)差異性；結(jié)果表明：和單個(gè)行人相比,行人成組行走會(huì)降低行人的運(yùn)動(dòng)速度；同一群組內(nèi),行人的速度、邁步頻率、偏向角度有高度的相似性；性別對(duì)兩人組的運(yùn)動(dòng)速度影響較小,而對(duì)兩人組的運(yùn)動(dòng)頻率影響比較明顯；由于社會(huì)關(guān)系的不同,情侶組和普通朋友組的人際距離、邁步頻率及速度的差異較大。 為了更加細(xì)致地分析群組間、群組與環(huán)境間的相互作用,本文開(kāi)展了四類實(shí)驗(yàn)：群組在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、群組繞障運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、群組相向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)及群組交叉運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)群組在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的分析發(fā)現(xiàn)：對(duì)于小群組來(lái)說(shuō),并肩行走是群組成員最傾向的運(yùn)動(dòng)模式；隨著通道寬度的增加,群組的軌跡、速度、構(gòu)型、成員間差異性都會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)對(duì)群組繞障實(shí)驗(yàn)的分析,獲得子行大繞行障礙物的決策時(shí)間、決策距離及行人與障礙物、墻壁的特征距離；發(fā)現(xiàn)：盡管群組大小不同,但是群組成員繞行的決策時(shí)間及決策距離大致相同,決策時(shí)間約為1.5s,決策距離約為2m,行人與障礙物的特征距離約為0.50m,與墻壁的特征距離為0.3m。通過(guò)對(duì)相向群組運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的分析發(fā)現(xiàn)：面對(duì)相向行人沖突,行人采取繞障行為的決策時(shí)間一般在相遇前1.3s～2s,決策距離在相遇前1.8m～3m,相向行人相遇后,群組成員一般需要0.37s～1s,行走0.5m～1.2m恢復(fù)繞行前運(yùn)動(dòng)方向；相對(duì)于大群組行人,小群組行人的決策時(shí)間和決策距離稍大,而恢復(fù)時(shí)間及恢復(fù)距離要稍小,這可能跟群組運(yùn)動(dòng)的靈活性及運(yùn)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)力有關(guān)。通過(guò)對(duì)群組交叉運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的分析,我們發(fā)現(xiàn)了多種解決沖突的方式：加速前向繞行、減速后向繞行、等待繞行、相遇前保持低速運(yùn)動(dòng)等；從發(fā)生運(yùn)動(dòng)偏移的頻次來(lái)看,小群組的行人更容易發(fā)生側(cè)向偏移；當(dāng)群組較小時(shí),群組在交叉區(qū)域前后,速度變化不大；隨著群組的增大,行人速度下降越明顯；且群組達(dá)到十字交叉區(qū)域的先后順序?qū)θ航M行走優(yōu)勢(shì)有明顯的影響。 為了研究行人成組行為對(duì)行人運(yùn)動(dòng)效率的影響,在傳統(tǒng)的場(chǎng)域模型基礎(chǔ)上,通過(guò)引入群組場(chǎng),獲得了考慮群組行為的人員運(yùn)動(dòng)模型；參照靜態(tài)場(chǎng)的設(shè)置方法,本文提出了兩種基本的群組場(chǎng)生成方法,即：由群組中心生成群組場(chǎng)(方法1)和由群組領(lǐng)導(dǎo)者生成群組場(chǎng)(方法2),并將該模型用于相向行人流的模擬。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)：相同密度下,含有群組的人群更容易發(fā)生擁堵,并且隨著群組的增大,人群的擁塞密度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)；對(duì)比方法1和方法2的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用方法2的模擬結(jié)果優(yōu)于方法1；另外,我們研究了相向行人非對(duì)稱進(jìn)入及運(yùn)動(dòng)傾向?qū)θ航M運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的影響,相向行人數(shù)目越均衡,人群運(yùn)動(dòng)效率越��；群組越大,行人動(dòng)力系統(tǒng)受相向行人比例的影響也越大。 出口是疏散系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分,合理科學(xué)地描述出口的影響能夠保證模型預(yù)測(cè)疏散結(jié)果的準(zhǔn)確性。以場(chǎng)域模型為基礎(chǔ),通過(guò)引入虛擬參考點(diǎn)的思想,提出了一種靜態(tài)場(chǎng)設(shè)置方法,來(lái)改善場(chǎng)域模型在模擬寬出口場(chǎng)景的不足。通過(guò)對(duì)大量場(chǎng)景的模擬,最終得到了虛擬參考點(diǎn)的位置和出口寬度的回歸方程,并采用傳統(tǒng)方法和改進(jìn)后的方法對(duì)同一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行了模擬,得到了速度場(chǎng)和密度場(chǎng)及疏散時(shí)間,結(jié)果表明：改進(jìn)后的方法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法。根據(jù)上述研究結(jié)果,提出了一種出口指示牌安裝設(shè)置方法,能夠更好地反應(yīng)出口的影響。
【圖文】：

圖1.4墨西哥人浪）人浪真實(shí)場(chǎng)景圖，（右）人浪形成的概率隨著發(fā)起者的數(shù)量及情緒閾值圖片來(lái)源于文獻(xiàn)[43]波是密度隨空間和時(shí)間周期性的波動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)行人密度較大時(shí)，擠而停止前進(jìn)，后面的行人繼而也會(huì)受到影響即停止，從而導(dǎo)致

圖1.5行人成組通過(guò)人行道型研究的快速發(fā)展使其在很多研究領(lǐng)域得到了廣泛由于開(kāi)展真實(shí)場(chǎng)景下人員疏散實(shí)驗(yàn)的安全性人員動(dòng)力學(xué)研宄的重要方法和手段，行人動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型，研究人員疏散的規(guī)律和特征。，劃分的依據(jù)不同，模型的分類也就不同。宏觀模型和微觀模型；按照行人間相互作用型和基于受力的模型；按照對(duì)時(shí)間和空間分離散模型。人群的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作為流體的流動(dòng)，，利用水力學(xué)，這種模型主要是用平均速度、集體密度、即針對(duì)人群中的個(gè)體建立模型，可以方便地
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U491.226

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680295