行人汇流与交叉流的实验研究

发布时间：2021-10-27 17:57

　　随着经济的发展,世界范围内大型活动越来越多,组织者面临越来越大的挑战:如何管理大规模人群,使其秩序井然并保证人群的安全?大规模人群运动过程中,行人的运动方向并不统一,多方向的行人运动包含复杂的相互作用,人群容易失去控制,但是目前关于多方向行人流的实验研究还比较缺乏。在本文中,我们将研究两种典型的多方向行人流,即行人汇流和交叉流。通过可控实验来研究多方向行人流的相互作用特征,采用mean-shift视频跟踪算法以及直接线性变换方法获得每个行人在真实空间坐标系下的运动轨迹并基于此进行理论分析。第二章描述了不同汇流角度和不同进入流量下的单列行人汇流运动。我们发现不同汇流角度θ下行人运动基本图相似,但是高密度时汇流下游的基本图与汇流前（主道上游和匝道）的基本图不一致。汇流前的速度-密度关系可以用负指数函数关系来拟合,流量在密度为0.9人/m时达到峰值1.2人/s,而汇流后的流量随着密度的增大而增大。同时我们发现在入口区域放置一个合适的节拍器控制入口流量可以提高汇流的效率。综合考虑香农熵和平均前向时间,我们发现θ =120°场景中汇流效率最高。在第三章中,我们研究了汇流角度、匝道数量和匝道宽度对... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１典型踩踏事故（ａ）?２０１５麦加踩踏地点［１］?（ｂ）２０１０爱的大游行踩踏地点［２］??

种常见的基本图数据。??（１）?Ｗｅｉｄｍａｎｎ??图１．２为Ｗｅｉｄｍａｎｎ学者［５］关于行人基本图的研宄结果，左图为速度－密度??关系，右图为流量－密度关系。可以看到自由速度为１．３４?ｍ／ｓ并且速度随着密度??单调减小。当行人密度为５．４人／ｍ２时，图１．２（ａ）中显示速度为０，即行人在密度??大于５．４人／ｍ２时运动停滞。图１．２（ｂ）中显示行人流量与密度关系存在一个最大峰??值，峰值处对应的人群密度为临界密度，在密度为５．４人／ｍ２时，流量降为０。??Ｗｅｉｄｍａｎｎ学者的研宄结果中临界密度为１．５５人／ｍ２，最大流量为１．１５人／ｍ／ｓ。??此外，Ｗｅｉｄｍａｎｎ学者对速度－密度关系与流量－密度关系进行了公式拟合，所得??结果如公式１．１和公式１．２所示。??１．５－１?１．５－１??Ｖｗｅｉｄｍａｎｎ?ｗｅｉｄｍａｎｎ??一?ｔ——？——，——．——，——■——

⑵Ｈｅｌｂｉｎｇ等学者??Ｈｅｌｂｉｎｇ等学者［６］研宄了?２００６年发生在麦加米娜的踩踏事故并得到高密度??下行人运动基本图，如图１．３所示。从该基本图中可以观察到一些有意思的现象。??首先，在极高的密度下（接近１０人／ｍ２），行人的速度和流量不为０?（图１．３ａ），??即在麦加朝圣过程中，行人在高度拥挤的条件下，仍能继续走动，这与前人的研??宄结果很不一样［５，?７，?８］。其次，前人的关于密度－流量关系曲线中，流量只有一??个峰值，而图１．３ｂ显示流量有两个峰值，第一个峰值为１．８３人／ｍ／ｓ，相应的密??度为４．９９人／ｍ２，速度为０．４６?ｍ／ｓ。第二个峰值为０．６６人／ｍ／ｓ，相应的密度为９．２??人／ｍ２


本文编号：3462090