轨道交通行人流运动建模及仿真

轨道交通内部行人流运动规律及其基本特征与轨道交通建设与运营组织密切相关,随着我国轨道交通建设和运营规模的不断扩大,轨道交通内大规模、高密度行人流运动对轨道交通安全与组织是一个值得关注的重要课题,本文以现有的社会力模型为基础,对模型参数中的驱动力、吸引力和方向影响进行改进,在模型计算时引入矩形作用范围,提出避免过度重叠的...     

考虑客流引导和小群体行为的地铁车站疏散模型

地铁车站疏散过程客流引导及小群体行为均对人员疏散行为及疏散结果产生较大影响. 为更加有效地模拟真实疏散情况,研究了考虑客流引导和小群体行为的社会力模型. 该模型通过分析小群体运动特征及客流引导策略对行人期望速度的影响,对既有社会力模型进行修正;针对地铁车站站台人员疏散过程,设计更贴近实际情况的多智能体感知及决策流程,构建基于多智能体技术的疏散仿真模型. 以北京地铁西直门2号线站台为研究对象展开研究,结果表明客流引导及小群体效应对疏散时间、疏散效率、瓶颈区域及绕行距离均有显著影响:客流引导可提高疏散效率18%～45%,小群体行为则会增加绕行距离17%.      

社会力模型在行人运动建模中的应用综述

为研究社会力模型在行人运动建模中的应用状况与存在的问题,系统分析了相关文献,跟踪研究了模型的基本原理、表达式的改进、参数的取值、可行性和模拟结果的真实性.研究显示,社会力行人交通流模型能较好地反映行人流在正常和逃生情况下的状态,模拟结果与实测的行人现象符合,具有很好的适应性和真实性,可为交通设施设计和行人流管理提供参考...     

地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析

利用Anylogic行人库,通过建立火灾发生时的行人疏散微观仿真模型,考察地铁站安全出口的宽度设置与人员疏散时间之间的对应关系.研究发现,同一到达速率下,人员疏散时间随安全出口宽度的增加呈现递减趋势;出口宽度增加到临界安全出口宽度时,再增加出口宽度,疏散时间趋向一定值;不同到达速率下,人员密度较高的情况下,出口宽度的增加对疏散时间的影响比人员密度较低的情况下更加明显.     

考虑心理压力的地铁站台乘客疏散模型

分析了紧急情况造成的心理压力对地铁站台乘客疏散行为产生的影响, 建立了心理压力与滞留时间、局部密度、危险源距离的数量关系; 研究了心理压力下的疏散期望速度, 建立了修正期望速度模型, 并修正了社会力模型; 针对站台乘客疏散过程, 设计了多智能体感知和决策流程, 建立了基于多智能体技术的疏散仿真模型, 对乘客从接收疏散信号到疏散完成的全过程进行抽象化处理; 运用AnyLogic仿真软件搭建仿真场景, 并将建立的多个模型以接口方式导入仿真软件, 基于北京地铁2号线西直门站台, 研究了乘客的疏散行为。仿真结果表明: 心理压力对疏散时间、疏散速度、乘客密度与绕行距离产生了较大影响, 有心理压力时乘客疏散效率较无心理压力时增大了24.03%, 整体平均疏散时间减少了27.68%, 楼梯区域平均疏散时间减少了36.20%, 衔接区域平均疏散时间减少了22.05%;有心理压力的乘客在楼梯区域的平均疏散速度约为0.226m·s^-1, 无心理压力时约为0.351m·s^-1; 在衔接区域, 有心理压力的乘客最高聚集密度达8.0人·m^-2, 无心理压力时达到9.5人·m^-2, 楼梯区域乘客聚集密度最大值均约为3.5人·m^-2; 有心理压力的乘客平均绕行距离较无心理压力时增加了96.91%, 乘客运动更加混乱。     

基于云模型的船舶溢油风险综合评价研究

采用云模型和德尔菲法为每个评价指标赋权重云,利用正态云对评价标准进行云转换得到评价等级云模型,应用正态云拟合运算规则得到综合评价结果云.通过实例分析,表明该评价模型能更好方便而准确地解决船舶溢油风险综合评价过程中的模糊性和随机性量化问题.     

考虑行人摔倒和受伤的斜坡相向流社会力模型

行人在斜坡上运动时,其受力情况、运动速度及心理状态均与在平地运动时不同,难以应用现有社会力模型进行有效仿真.为此,考虑斜坡上行人的运动特征,提出一个改进的社会力模型,此模型基于过往实证数据对行人在斜坡上的期望速度进行了校准,并提出了推搡行为下行人摔倒的概率计算方法,同时,结合行人体重、运动加速度、承受压力及等待时间等实时状态实现了对行人摔倒、受伤及不耐烦心理的模拟.斜坡相向行人流场景仿真结果表明：坡度、行人初始密度的升高会延长人群运动时间,使人均意外发生率上升最高至38.0%;不耐烦心理有助于车道效应的形成,但会降低人群运动效率;行人流基本图中,高坡度下流量-密度关系趋势不如平地明显,各坡度行人平均速度比较接近.     

单向通道行人-自行车混合流建模及自组织现象研究

行人和自行车混合行驶是一种常见的非机动车交通组织方式,然而目前对于其混合流动力学的研究十分有限。本文基于社会力模型,提出一种面向行人-自行车混合流的混合流社会力模型(MFSF)解析行人-自行车混合流的运动机理,修正了以往研究中的自行车模型,通过实际道路上行人和自行车混合流的观测数据校准模型,构建仿真平台,最后使用仿真平台重现单向道路中行人和骑行者的自组织现象。根据仿真结果与实测数据流量-密度基本图的对比分析,验证了 MFSF模型的真实性和有效性,并可以看出,MFSF模型可以再现行人和自行车混合流的自组织现象。当行人与骑车者的比例相同时,行人和骑车者的密度越低,骑车者的车道宽度变化就越小;当行人与自行车比例变化时,骑行者的比例越大,骑行者占用的道路越宽,且骑行者的车道宽度越不稳定;如果行人输入显著减少,则自行车者车道宽度显著增加。     

基于分形期权理论的船舶投资决策研究

船舶作为航运企业最重要的生产资料,其前期的投资决策分析至关重要.一直以来,船舶投资风险价值的计算是困扰人们的问题之一,实物期权理论与B-S定价模型的发展为其提供了一个解决办法.但B-S 定价模型中最重要的假设条件是资产价格波动符合正态分布,这与现实差距较大.本文以分形分布条件代替B-S定价模型中正态分布的假设,建立起分形期权定价模型,并利用BDI价格指数进行实证分析.结果证明BDI对数收益率序列的H指数大于0.5,说明BDI收益具有较强记忆性,呈现尖峰胖尾特征.在此条件下,以传统B-S定价模型计算出的船舶投资实物期权价值大于分形期权价值,说明其高估了船舶投资的管理柔性价值,这会使投资者产生盲目乐观心理,进而增大投资决策风险.     

行人仿真在轻轨车站应急疏散领域的应用

采用基于社会力模型理论的微观行人交通仿真软件Legion,对轻轨车站内部的应急疏散进行模拟,得出车站人员应急疏散所需的最大时间。从而直观地定量化地分析轻轨车站处理突发事件的能力,以引导和调整规划设计、评价设计方案、规划组织方案、应急疏散预案等,更好地辅助轻轨车站的设计、运营决策和组织管理。     

基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题．建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真．     

格子气模型在地铁站人群疏散运动中的应用

基于格子气模型思想,引入高程因素,建立了模拟地铁站人员疏散的扩展非均匀格子气模型.该模型考虑紧急情况下人员的移动特征,引入多格子方法,根据人员实时步长确定人员移动速度.文中考虑了人员初始分布对疏散过程的影响,同时分析了紧急疏散出口对疏散的作用.利用该模型模拟了人有出口偏好的人员疏散过程和火灾情况下人员疏散过程,算例结果表明,适度地使用紧急疏散出口能提高疏散效率,高程因素的引入也促进了疏散进程.     

一种基于方向模糊可视域的行人流疏散仿真研究

通过定义行人方向模糊可视域,改进了层次域元胞自动机模型.模型中,行人目标位置选择行为受到距可选位置的相对距离、方向模糊可视域内的行人之间的排斥力和吸引力三种因素的共同作用.分别模拟单个出口和四个出口,行人服从均匀分布的疏散场景.仿真结果显示,该模型不依赖于各因素的影响系数,从而避免了影响系数量化过程的主观性和疏散系统的限制性;该模型能够有效地模拟阻塞聚集,双拖尾等宏观自组织现象;在疏散过程中,如果行人保持一个适中的视野半径,就能够有效地提高行人流疏散效率.该研究有助于相关行人流疏散策略和方案的制定.     

步行设施内疏散行人拥挤踩踏仿真研究

建立基于元胞自动机与相互作用力的拥挤行人流仿真模型,研究步行设施内疏散行人流拥挤踩踏现象. 通过单个行人占据多个元胞空间,定义行人刚体部分与弹性部分,实现行人弹性化处理;以行人间拥挤力、摩擦力等相互作用力,描述疏散行人间的相互影响. 模拟再现行人疏散过程中的移动阻滞、相互挤压,以及连续踩踏等现象. 仿真结果表明：通过提高行人吸收系数和抗踩踏系数,能有效控制行人挤伤次数和踩踏行人数量;疏散出口附近区域是拥挤力累积顶区,极易发生踩踏现象,且踩踏现象具有滞后性.     

基于点排队模型的多出口疏散优化模型研究

针对室内多出口条件下,行人自主疏散时盲目选择疏散出口而导致的出口利用不对称问题,本文基于点排队模型计算了行人从单个拥挤出口疏散所耗时间,并据此构建了室内多出口条件下行人疏散的出口选择优化模型,设计了该模型的混合遗传模拟退火求解算法.同时,进一步提出了出口选择确定的元胞自动机仿真模型,用于仿真评估包括本模型优化解在内的多个出口选择方案对疏散时间的改善效果.结果表明,本文所提出的模型和方法,能够保证各个疏散出口的利用率均衡,降低总体疏散时间,对制定可行的疏散计划有一定参考意义.     

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对铁路客运站客流到达、疏散的时空特性进行分析,提出了大型铁路客运站到达旅客疏散仿真概念模型. 从车站到达旅客交通特性出发,在经典社会力模型基础上对旅客站内交通行为进行微观仿真建模,并对模型的行人尺寸和期望速度参数进行了分析和标定. 通过对沈阳铁路局大连站到达旅客疏散仿真实验,得到该站地下通道和南出站口处旅客人数随时间变化的曲线、旅客最高聚集人数95%置信区间和高峰出现的时间,到站旅客换乘时间95%置信区间,找出了存在安全隐患的带状区域和点状区域. 仿真结果表明,模型具有较高的可靠性和实用性.