论文题名: | 轨道交通站内行人行为建模 |
关键词: | 轨道交通站;行人行为;元胞自动机模型;多目标选择模型;排队模型;行人交通 |
摘要: | 随着绿色交通的提出,大型活动的频繁举办,以及人流集散高度集中的轨道交通枢纽的大量建设,行人交通的研究变得日益重要。而行人交通系统科学合理的规划、设计与管理离不开行人交通行为的研究。行人行为的研究可为行人设施规划设计提供新的理念以及参考依据,特别是微观行人行为模型的研究可为系统优化分析评价提供基础。本文以轨道站点内行人交通为对象,在充分调查和分析行人交通特性的基础上,以行人行为为主线,从微观角度对行人行为进行初步建模。 论文主要工作包括已下几个方面: (1)首先从宏观和微观的两个方面,回顾和总结行人的交通行为的研究进展,介绍了行人微观模型的发展现状,并指出目前行为模型的优缺点和研究的不足。基于此,本文提出了基于有向网路图的路径决策模型、综合考虑最短路,群体行为和目标方向矩阵的转移概率模型,多目标情况下的选择模型以及排队模型。该模型扩展和丰富了基于元胞自动机原理的行为模型的模拟能力。 (2)借鉴了心理和行为科学的一些概念,从定性和定量两个方面详细地分析人的物理和生理、环境、心理和社会文化等因素对行人行为的影响。利用人工观测和摄像法,对站内典型的通行设施的交通行为特性进行了调查和分析,此部分的研究成果可为微观建模和模型的验证提供基本参数。其主要内容有:站内行人速度特性,流-密-速关系,售票设施的服务时间分布规律、闸机的通行能力以及通过闸机的行人平均时距。 (3)行人行为模型是本论文的核心,论文从微观的角度,借助元胞自动机模型原理,构造一系列复杂的行人微观行为模型。该模型突破了现有的基于元胞自动机的行为模型,其主要的突破点表现在:①利用计算几何学中的有向网路图的原理,把队列视为可移动障碍物,建立了基于有向网络图的队列中的行人的到达和离队运动行为模型,并提出了算法;②建立了基于距离、队长以及目的地的多目标活动点(本文为排队)选择模型;③建立了基于最短路、群体行为以及目标方向矩阵的路径转移概率模型。在上述行为模型的基础上,建立了一个单向通道的仿真实例,并从交通流特性的方面对模型的仿真结果进行了分析,结果表明本文提出的行为模型具有较强的适应性。 (4)在微观行人模型以及仿真系统框架的基础上,利用面向对象编程语言C#构造了一个包括进口处行人生成模型,导航模型、多目标选择模型,排队模型、运动模型以及输入输出模块等模型的仿真系统。为检验模型的真实性,在仿真模型中设定了几组不同的行为,并得到了不同行为的仿真场景。从试验结果来看,仿真模型可以成功地模拟行人疏散和有序排队的行人活动场景。另外,为了分析排队与服务台的数量的关系,在仿真模型中,以队长和仿真时间演化关系曲线作为评价依据,构造了两个设有不同服务台的仿真场景。从输出结果来看,该模型比较真实地模拟了排队行为,说明了该模型具有良好的仿真能力和实际运用前景。 |
作者: | 廖明军 |
专业: | 交通信息工程与控制 |
导师: | 李克平 |
授予学位: | 博士 |
授予学位单位: | 同济大学交通运输工程学院 |
学位年度: | 2008 |
正文语种: | 中文 |