雨天过街行人流自组织行为特性及其仿真建模

为改善降雨环境下城市过街设施的交通安全与效率,研究了雨天行人流过街的自组织行为特性并对其进行仿真建模。结合现场采集的晴、雨天行人流过街轨迹数据,对比分析常见中、小雨天气下过街行人流的速度统计分布、避让位移偏量以及空间溢出幅度;在此基础上通过改进社会力模型建立雨天行人流过街运动模型;应用实测数据标定模型参数并进行仿真验证。特性分析结果显示：雨天行人流过街速度在0.5~1.25 m/s区间的占比较晴天增加了58.80%,而在1.25~2.0 m/s区间占比降低了24.37%,表明其分布向低速范围显著偏移（p < 0.001）,同时由于未撑伞或溢出行人的紧迫心理,仍有8.05%的行人以2.0~2.5 m/s的较高步速过街;雨天对向行人避让的位移偏量较晴天平均增幅达46.80%,其整体趋势显著增大（p < 0.001）;雨天行人流空间溢出的临界过街等待人数和人流量较晴天分别下降7人与3人/分钟,溢出幅度为5.07%~24.80%。仿真验证结果表明：所建立的行人流过街运动模型,其模拟的雨天行人过街轨迹精度与晴天达到同量级,其中晴天单向前行与对向避让轨迹均方根误差分别为0.245和0.483,而雨天则为0.329和0.702;模拟的过街速度统计分布与实测分布无显著差异（晴天p =0.620,雨天p =0.649）,且能够还原未撑伞或溢出行人的高速过街行为;模拟典型场景下雨天行人流溢出幅度与实测值的绝对误差为2.08%,而晴天均未发生溢出现象,与实测结果相符。