發(fā)布時(shí)間：2022-01-13 02:38

　　隨著世界各國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn),城市人口占總?cè)丝诘谋戎刂鹉晟�。面對公共交通設(shè)施內(nèi)日益頻繁的擁擠現(xiàn)象以及大規(guī)模人群集會(huì)中的踩踏事故,有必要對行人動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入研究以更好地實(shí)施人群管控,保證行人出行和集會(huì)時(shí)的舒適性和安全性。單向與相向行人流是日常生活中最常見的運(yùn)動(dòng)形式,基于當(dāng)前研究現(xiàn)狀,我們開展了直角轉(zhuǎn)彎處、樓梯上和包含兩人群組的單向與相向行人流運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過提取行人運(yùn)動(dòng)軌跡,我們系統(tǒng)地研究了這三個(gè)場景中行人在宏觀與微觀層面上的運(yùn)動(dòng)特征。首先,我們研究了不同密度下單向與相向行人流穿過一個(gè)直角轉(zhuǎn)彎通道時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征,得到了基本圖、時(shí)空圖、轉(zhuǎn)彎處速度和角速度變化等定量結(jié)果。與類似場景下的德國實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)密度較高時(shí)德國行人的運(yùn)動(dòng)速度小于中國行人。根據(jù)時(shí)空圖,行人在轉(zhuǎn)彎處會(huì)出現(xiàn)壓縮現(xiàn)象。隨著通道內(nèi)密度的升高,越來越多的人開始肩并肩行走,導(dǎo)致更多行人只能沿外側(cè)運(yùn)動(dòng),因此壓縮現(xiàn)象會(huì)減弱。與單向運(yùn)動(dòng)相比,相向運(yùn)動(dòng)中由于行人的相互避讓及分層現(xiàn)象,壓縮現(xiàn)象會(huì)表現(xiàn)得更弱一些,甚至?xí)诟呙芏认掠捎趽頂D和堵塞的出現(xiàn)而基本消失。實(shí)驗(yàn)中單向運(yùn)動(dòng)的最大壓縮率為53%,而相向運(yùn)動(dòng)則為24%。通過速度與位置的關(guān)系,... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１密集行人流場景．??曰益提高的生活水平和便捷的公共交通使大型集會(huì)發(fā)生得越來越頻繁，并??

行人樓??梯運(yùn)動(dòng)的影響。??數(shù)字圖像分析技術(shù)的發(fā)展為行人運(yùn)動(dòng)觀測研宄的進(jìn)一步深入提供了可能。??Ｈｅｌｂｉｎｇ和Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ等人［１６，?１７］研究了?２００６年穆斯林麥加朝覲期間，加馬拉大??橋入口處的單向行人流，發(fā)現(xiàn)隨著密度的升高，人群運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)從層流到??走走停停，再到湍流的突變。當(dāng)走走停�，F(xiàn)象出現(xiàn)約３０分鐘、湍流現(xiàn)象出現(xiàn)約??１０分鐘后，踩踏事故發(fā)生。此外，他們還得到了最高密度為１０人／ｍ２的基本??圖，發(fā)現(xiàn)即使是在十分擁擠的情況下，速度和流量也不會(huì)完全降到零，如圖１．２??所不。Ｍａ等人［１８］研宄了愛的大游彳丁踩踏事件中事故發(fā)生地附近的尚密度行人??流，發(fā)現(xiàn)行人運(yùn)動(dòng)流場中存在渦旋結(jié)構(gòu)和點(diǎn)匯，如圖１．３?（ｂ）。整個(gè)研宄場景??持續(xù)處于高密度狀態(tài)，由于行人間相互推擠，人群的整體速度大小和方向存在??較大波動(dòng)。Ｋｒａｕｓｚ等人［１９］也對此次事故視頻進(jìn)行了分析，為滿足實(shí)時(shí)性要??求，他們并沒有提取行人的運(yùn)動(dòng)軌跡，而是直接使用稠密光流法來檢測視頻中??人群運(yùn)動(dòng)的異常，結(jié)果證明他們的方法可以識別出當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的大部分異常情??況。除了上述關(guān)于踩踏事故的人群運(yùn)動(dòng)分析以外，一些真實(shí)地震場景下的疏散??視頻也得到了進(jìn)一步的分析。Ｂｅｒｎａｒｄｉｎｉ等人［２０］收集了?１５個(gè)地震場景的疏散視??頻，基于軌跡進(jìn)行了速度、加速度、相互距離和與障礙物距離的分析，得到了??它們的概率分布。由于視頻中的疏散人員處于恐慌狀態(tài)，并希望盡可能快地跑??到安全區(qū)域，在相同密度下的速度和流量均遠(yuǎn)高于正常行走狀態(tài)，且測得的自??由運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)３．２９?ｍ／ｓ。??（ａ）麥加朝覲踩踏事件中的湍流現(xiàn)象［１７］?（ｂ）愛的大游行踩踏事件中的流

?第１章緒論???■＇焉?ｉ、“?盡遍■■金??（ａ）單列運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)場景［２３］?（ｂ）直通道單向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)場景［３８］??圖１．４?一維與二維條件下的單向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)場景??由于相向運(yùn)動(dòng)中存在沖突，行人間的相互作用方式更為復(fù)雜。這里我們將??行人的相向運(yùn)動(dòng)分為兩類：一是個(gè)體間的；二是群體間的。??Ｍｏｕｓｓａｉｄ等人［５０］開展了個(gè)體相向運(yùn)動(dòng)的可控實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的參與者??都會(huì)選擇往右運(yùn)動(dòng)來避免對向行人。他們解釋這種方向偏好是一種根據(jù)長期生??活經(jīng)驗(yàn)而養(yǎng)成的行為習(xí)慣，它出現(xiàn)的原因是人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們都選擇往同一方向??避讓時(shí)，可以提高相互間的協(xié)調(diào)性，而具體的方向偏好（左或右）則與人們所??處的文化環(huán)境等因素有關(guān)。同樣地，Ｍａ等人［５１］也在中國參與者中得到了類似??的結(jié)果。需要指出的是，雖然上述兩個(gè)研宄都根據(jù)社會(huì)力模型的設(shè)定，對人與??人之間的作用力進(jìn)行了量化，但只針對了運(yùn)動(dòng)行人繞過靜止行人的場景，而未??得到兩行人相向運(yùn)動(dòng)時(shí)的結(jié)果。Ｈｕｂｅｒ等人［５２］研宄了行人沿不同角度穿過干預(yù)??者時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征，結(jié)果顯示當(dāng)行人與千預(yù)者運(yùn)動(dòng)方向形成的角度為１８０°時(shí)??（即相向運(yùn)動(dòng)條件下），運(yùn)動(dòng)過程中的速度變化量最小，這是由于當(dāng)前行人能??夠?qū)σ曇罢胺狡渌麄�(gè)體的運(yùn)動(dòng)做出更準(zhǔn)確的預(yù)估，從而更早地采取避讓措施??以減小其對自身運(yùn)動(dòng)的影響。Ｐａｒｉｓｉ等人［５３］通過設(shè)定加速度和角速度閾值來檢??測相向運(yùn)動(dòng)中的避障策略。當(dāng)僅有兩個(gè)個(gè)體時(shí)，轉(zhuǎn)向是最主要的避讓方式，而??當(dāng)行人數(shù)量增多時(shí)，一些行人不得不通過減速來進(jìn)行避讓。有趣的是，他們還??發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向并減速是行人有意識的避讓結(jié)果，即除了僅轉(zhuǎn)向和僅減速之外的第三??種避障策略。前面提到

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]建筑樓梯區(qū)域人員疏散行為的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 霍非舟.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3585901