原文传递
基于行走行为特性的相向行人流动力学建模和仿真
| 论文题名： | 基于行走行为特性的相向行人流动力学建模和仿真 |
| 关键词： | 行走倾向性;元胞自动机;行人流建模;行人交通 |
| 摘要： | 行人运动的舒适性及安全性问题日益引起交通工程师、建筑设计及管理人员的关注。行人流建模与仿真对设计和优化行人步行交通设施以及行人应急疏散等有着重要意义。已有的行人研究表明，微观行人个体的行走行为特性直接影响着行人流的宏观特性;具有多个随机、无序行走行为的行人所组成的行人流能通过个体间的相互作用演化成复杂的宏观群集运动。然而行人个体间的相互作用与宏观自组织现象之间的关系尚缺乏定量研究。 本文首先回顾了目前行人交通行为特征数据的采集方法，并对已有的行人流动力学模型如社会力模型、基于动态博弈的模型、元胞自动机模型、格子气模型等进行了比较分析，介绍了行人流中普遍存在的分层现象、成带现象、走走停停波、湍流等自组织现象。在对行人行为特征数据采集、行人流模型及自组织特性认识的基础上，设计了基于SP调查的情景模拟调查法和视频-网格法对各种情景下行人跟随、超越、变道等行为的倾向性以及超越和变道时的方向倾向性等进行了调查分析。结果表明，行人在采取各种行为时方向倾向性是相对稳定，对于中国行人，偏好于右行的强度是左行的1.6倍。同时这种方向倾向性受到行人周围其他行人数量分布的影响。 基于上述调查结果，修正了行人流CA模型参数，建立了考虑行人行走倾向性特征的相向行人流模型，模拟了行人流中的分层现象以及高密度时的拥塞现象，并通过比较模型计算得到的基本图与行人流经验基本图，对模型进行了验证。结果表明，考虑行走倾向性特征的相向行人流模型能较好地重现实际观测行人流的基本特性。在此基础上，基于K-近邻作用原理，在考虑行走倾向性特征模型中嵌入了行人个体间的相互作用网络模型，比较分析了行人流处于随机分布状态、分层状态以及拥塞状态时的平均速度以及相互作用网络的平均路径长度，得到处于分层状态的行人流相对于随机分布状态时具有较高的平均速度，并且平均速度与行人相互作用网络的平均路径长度存在着线性负相关的关系，即随着行人流平均速度的下降，行人相互作用网络的平均路径长度变大。 利用上述仿真结果，从工程措施、信息引导、行为规范三个层面提出了改善相向行人流运行效率和安全性的对策及措施，针对行人过街横道、行人通道等设施等给出了初步的改善方案。 |
| 作者： | 陆丽丽 |
| 专业： | 交通运输工程;交通规划与管理 |
| 导师： | 王炜;任刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
