空间障碍物影响下的行人疏散仿真研究

发布时间：2020-05-12 17:48

【摘要】：随着我国城镇化水平的不断提高、城市人口规模的急剧增长,诸如交通枢纽、体育场馆等步行设施内行人的出行规模与频率将进一步扩大,行人拥挤踩踏事故也将愈加频繁。与此同时,计算机仿真技术的日渐成熟,使得基于计算机仿真技术的行人流模拟成为了探究不同集散环境下行人交通基本特征的主要方法。空间障碍物影响下的行人疏散仿真研究不仅有助于挖掘行人疏散过程中个体微观行为与群体宏观特征的生成机理,也可为行人专用设施建设、交通流线组织设计以及行人交通安全管理等提供理论支撑。本文在介绍元胞自动机模型相关理论以及存在障碍物的行人疏散研究现状的基础上,通过构建空间障碍物影响下的行人流仿真模型,探究不同空间场景布局对行人宏、微观交通特征的影响机制。研究内容主要包括:(1)当障碍物未影响行人视线时,通过引入障碍物阻滞系数,描述障碍物对行人移动的摩擦阻滞作用;构建基于障碍物布局与其摩擦阻滞下元胞距安全出口的最短估计距离计算方法,描述障碍物对行人移动的隔离排斥作用;引入移动概率,解决由于空间离散化与障碍物阻滞系数所造成的疏散移动距离与最短估计距离的差异化问题;基于改进的动态参数仿真模型,开展多场景行人疏散仿真分析,并成功再现多种行人疏散物理现象。(2)当障碍物影响行人视线时,通过重新定义模型的基本规则与演化规则,构建无疏散标志引导的行人疏散场景;调整行人视野半径、安全出口布局(数量、宽度及方位)等影响因素,探究无疏散标志引导时上述因素对系统疏散时间、行人疏散行为的影响过程;借鉴“相切圆填充”、“簇节点布局”等疏散标志布置方法,开展系统内疏散标志的布置工作,并分析疏散标志对提高行人移动过程安全性与稳定性的作用。(3)利用定量与定性相结合的方式,开展传统教室内行人疏散数据的采集;基于行人疏散过程的观测结果,并考虑空间障碍物摩擦阻滞作用的差异性,采取统计回归的方法构建系统仿真误差与阻滞系数间的拟合曲线,合理标定疏散空间内障碍物的阻滞系数;调整障碍物空间布局,形成不同宽度、数量及方位的移动通道,挖掘障碍物空间布局形式对系统疏散时间、路径选择行为等行人交通特征的影响机理。(4)引入实验对比分析,验证障碍物阻滞系数标定结果的真实性与合理性,并进一步阐明模型仿真结果的准确性;以北京市天幕新彩云国际影院超级巨幕厅为例,应用本文主要的研究成果,开展空间布局优化工作,并提出疏散空间内障碍物的布局优化调整策略。
【图文】：

图１－１论文主要框架示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｍａｉｎ邋ｆｒａｍｅｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｔｈｉｓ邋ｐａｐｅｒ逡逑１．４技术路线逡逑

图２－１二维元胞空间划分形式逡逑Ｆｉｇｕｒｅ２－１邋Ｔｈｒｅｅ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｃｕｔｔｉｎｇ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｆｏｒ邋ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｃｅｌｌｕｌａｒ邋ａｕｔｏｍａｔａ邋ｒｏｏ（３）邻居逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李明华;袁振洲;许琰;田钧方;;基于改进格子气模型的对向行人流分层现象的随机性研究[J];物理学报;2015年01期

2 岳昊;邵春福;关宏志;崔迪;;大型行人步行设施紧急疏散标志设置[J];北京工业大学学报;2013年06期

3 岳昊;张旭;陈刚;邵春福;;初始位置布局不平衡的疏散行人流仿真研究[J];物理学报;2012年13期

4 施正威;陈治亚;周乐;凌景文;;多出口条件行人疏散的元胞自动机模型[J];系统工程;2010年09期

5 岳昊;邵春福;关宏志;段龙梅;;基于元胞自动机的行人视线受影响的疏散流仿真研究[J];物理学报;2010年07期

6 岳昊;邵春福;陈晓明;郝合瑞;;基于元胞自动机的对向行人交通流仿真研究[J];物理学报;2008年11期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 邝华;基于潜意识效应和行为分析的行人流动力学建模及相变研究[D];上海大学;2011年

2 李得伟;城市轨道交通枢纽乘客集散模型及微观仿真理论[D];北京交通大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 贾晓璐;步行设施内存在障碍物的行人避让与超越行为仿真研究[D];北京交通大学;2017年

2 何栋梁;步行设施内存在障碍物的空间布局特征与行人疏散仿真[D];北京交通大学;2017年

，

本文编号：2660606