基于元胞自动机地铁车站应急疏散模型仿真

在分析总结现有疏散模型的基础上,基于元胞自动机原理,利用场强理论描述疏散影响因素,建立了地铁车站人员应急疏散模型,研究了疏散人员的路径选择问题及多人争夺同一格点的冲突问题.该模型不仅考虑了疏散人员的生理、心理特性而且探讨了车站的环境及引导水平对人员疏散的影响,使模型更具真实性;最后利用Visual C＋＋进行疏散过程的仿真,模拟了地铁疏散的动态过程.     

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.     

考虑结伴行为的地铁通道行人仿真建模研究

结伴是行人运动中的普遍行为,且对行人的整体运动具有显著影响,因此仿真行人运动时,有必要考虑结伴行为. 本文以地铁内一般通道为空间背景,首先利用视频观测数据,深入分析了通道内的结伴行为特征. 然后,区分普通个体行人、结伴行人及结伴群体中的不同角色(领导者、跟随者),基于社会力模型原理,结合颗粒流理论,建立了包含驱动力、接触力、排斥力3 个子模型的行人运动模型,并构建了考虑结伴行为的行人仿真平台. 最后,以某一地铁通道作为实例,通过观测数据及对结伴行为的刻画验证了该仿真模型的真实性及有效性,并分析了不同结伴比例对行人流平均速度的影响,得出行人速度随着结伴比例增大而减小的结论. 该模型可为进一步完善地铁枢纽的行人运动仿真模型提供理论支持,为通道内行人组织提供帮助.     

考虑结伴行为的地铁通道行人仿真建模研究

结伴是行人运动中的普遍行为，且对行人的整体运动具有显著影响，因此仿真行人运动时，有必要考虑结伴行为. 本文以地铁内一般通道为空间背景，首先利用视频观测数据，深入分析了通道内的结伴行为特征. 然后，区分普通个体行人、结伴行人及结伴群体中的不同角色(领导者、跟随者)，基于社会力模型原理，结合颗粒流理论，建立了包含驱动力、接触力、排斥力3 个子模型的行人运动模型，并构建了考虑结伴行为的行人仿真平台. 最后，以某一地铁通道作为实例，通过观测数据及对结伴行为的刻画验证了该仿真模型的真实性及有效性，并分析了不同结伴比例对行人流平均速度的影响，得出行人速度随着结伴比例增大而减小的结论. 该模型可为进一步完善地铁枢纽的行人运动仿真模型提供理论支持，为通道内行人组织提供帮助.     

基于多层次行人行为模型的地铁大客流仿真

为研究地铁车站大客流演化规律与运营组织,从乘客个体行为出发构建"宏观-中观-微观"多层次行人行为模型;微观层次采用较为成熟的社会力模型,并建立了中观路径规划模型和宏观站台候车区选择模型,设计乘客路径搜索算法,搭建人-车站-列车一体化地铁大客流仿真框架.以北京地铁国贸站为例进行地铁车站大客流仿真,提出运营组织措施及建议.     

无信控路段人行横道处行人过街建模与仿真

为精细化描述无信控路段人行横道处行人过街决策及微观运动行为,本文在行人过街行为分析的基础上,基于战术层-操作层构建行人过街双层模型。其中,在战术层面,针对行人分步决策特性,利用二元Logistic回归模型构建路侧和路中行人过街决策模型;在操作层面,针对传统社会力模型在描述行人过街时表现出的局限性,引入行人主动避让力和人行横道对行人的作用力,构建行人过街微观运动模型。最后,通过AnyLogic仿真平台实现行人过街双层模型仿真,并根据实际数据和仿真结果分析模型有效性。结果表明：相较于路侧决策模型,行人性别、停车视距内的车辆数和行人距潜在冲突点的距离这3个因素对行人路中决策结果影响更显著,引入行人主动避让力和人行横道对行人作用力的改进社会力模型,能更好地反映无信控路段行人过街时的行为特征。无信控路段人行横道处行人过街行为仿真模型的有效建立,能为后续行人过街安全改善方案提供决策支持。     

行人特性对步行行为影响分析

为揭示基本步行路段行人特性对步行行为的影响,对观测数据进行统计分析,采集了1882个步行样本,分析步速、步幅和步频的分布特性,并对步行者性别差异和年龄差异对步行行为影响的显著性进行假设检验.结果表明:步速、步幅和步频呈正态分布,在0.05的显著性水平下,性别对步行行为的影响显著;除少年儿童和老人在步速和步幅方面差异较小外,少年儿童、青年、中年和老年人的步速、步幅和步频平均值的差异均较为显著.研究结果对步行设施的规划设计和管理具有重要的指导意义.     

基于行人仿真模拟技术的城市公交BRT车站设计研究

如今各个城市的公共交通快速发展,公交BRT线路越来越多,如何在设计阶段优化设计方案并保证开通后能安全运营,一直是BFT车站设计的难点和重点.一般除了常规的静态分析也没有很好的评价方法.以成都二环路BRT车站为例,通过引入Legion行人仿真模拟技术,测试典型车站设计方案在正常情况、极限状态和紧急疏散情况下的运行情况,非常直观地评价其服务水平,并反馈修改设计,以达到满足客流的前提下优化设计方案的需要.模拟显示,成都BRT车站近期的服务水平良好,远期需要采取需求管理的手段控制进站客流.BRT线路开通后的实际运行情况和仿真模拟的结果基本一致,表明这种动态仿真模拟的研究方法对类似的工程设计有一定的指导和借鉴意义.     

长沙地铁万家丽广场站厅仿真及客流优化研究

城市轨道交通作为居民主要出行方式,为建设更舒适的出行环境,提高乘客在站厅的进出效率,减少乘客拥堵现象.本文以长沙地铁万家丽为原型,研究已经开通运营的换乘车站,在建筑面积固定的情况下,如何根据既有设备布局高效组织激增的进出站和换乘客流.基于万家丽近期和远期客流数据,同时重现排布验票闸机、楼梯的进出方向和位置,利用仿真软件...     

一种考虑吸引型异常事件的行人元胞自动机模型

鉴于目前行人元胞自动机仿真研究中对于吸引型异常事件情况下模型的缺失,本文提出了一种特殊的考虑吸引型异常事件的行人元胞自动机模型.当异常事件发生后,模型将行人分为漠视、驻足、围观和围观离开四种类型.漠视类型指对异常事件毫无兴趣,不受异常事件影响的行人,其动力特性与行人在正常情况下的动力特性一致;驻足类型指对异常事件较有兴趣,驻足观看的行人,其动力特性由能使行人在原地停留的驻足效用值决定;围观类型指对异常事件极有兴趣,向异常事件中心靠近围观的行人,其动力特性由围观效用决定;围观离开类型指对异常事件失去兴趣,从围观人群离开的行人,其动力特性由围观离开效用决定.仿真效果显示,该模型基本可反映行人聚集围观的表征和内部特性.     

交通灯控制下基于元胞自动机的行人过街模型研究

本文提出了一种交通灯控制下的基于元胞自动机的行人过街穿越模型,该模型由行人元胞子模型、机动车元胞子模型及相互作用子模型三部分组成,用于分析在带有人行横道的一维道路上,由行人与机动车构成的混和文通流的特性。该模型着重考虑了行人的行为特性,在考虑诸多实际影响因素的情况下,研究了行人的产生概率,行人不遵守交通规则的概率、行人群效应等对于车流量、行人流量和等待时间的影响,并据此提出混和交通流情况下城市交通管理方案,以保证行人安全,提高通行效率,减少城市拥堵。     

基于驾驶人行为选择的交叉口混合交通流建模与分析

针对信号交叉口混合交通流机动车和非机动车冲突问题,采用元胞自动机模型建立交叉口处混合交通流模型。该模型将驾驶人行为选择引入演化规则,包括决策点规则和启动点规则。利用Matlab软件进行仿真,结果表明:首先,模型能够描述右转机动车和直行非机动车交通冲突的相互关系;其次,当非机动车到达率增加时,机动车饱和流量和临界到达率分别下降的百分比为80%和12%;最后,改变决策点和启动点驾驶行为概率对改变机动车流量效果明显。     

考虑逆行行为的混合自行车流微观建模及仿真

非机动车逆行严重威胁驾驶人的人身安全,且对道路通行效率影响极大。为研究逆行行为对混合自行车流交通特性的影响,建立了考虑逆行行为的混合自行车流微观仿真模型,通过仿真分析电动自行车比例、逆行车辆比例对混合自行车流的影响以及单侧双向非机动车道的设置条件。研究结果表明：逆行行为会降低混合自行车流的速度和流量;混合自行车流的速度和流量与逆行车辆比例成非线性关系;车流密度相对较小时,随着密度的增加低逆行比例的车流平均速度下降速度比高逆行比例的车流平均速度下降速度快;逆行比例较小时的最大流量比逆行比例较大时的最大流量小;合理设置单侧双向非机动车道可以提高通行效率。     

地铁车站站台火灾影响分析与人员疏散研究

掌握地铁车站站台火灾对人员的危害性及其发展规律是确保安全运营和人员高效疏散的前提.本文在计算流体动力学的基础上,结合Pyrosim仿真软件构建地铁车站站台火灾仿真模型.分析了站台内火灾烟气的扩散规律,并在此基础上根据热释放速率、火源数量及位置,以及排烟速率的不同设计火灾场景,探索这些因素变化对火灾发展的影响,并结合通风策略对人员疏散时间和速度进行比较分析.所得研究结论为站台火灾发生时的应急措施和人员疏散提供依据.     

信号倒计时影响下的进口道交通流分析与建模

为揭示信号倒计时对驾驶决策行为的影响,本文基于实测数据对信号控制进口道各断面的车速分布特征进行了分析,研究发现临近停车线处于不同断面位置的车辆行驶特性由于信号倒计时的有无及剩余绿灯时间的影响而存在差异.提出了考虑信号倒计时下驾驶心理的元胞自动机模型,通过数值模拟剖析了不同时空条件(位置、车速与剩余时间)下微观驾驶心理与行为对中观交通流的作用机理.结果表明,该模型可较好地刻画信号灯控制下城市进口道路车辆运行特性.     

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

道路信号交叉口行人过街速度与延误估计仿真

为了探究信号交叉口行人群体过街速度和延误影响因素,采用无人机和地面机位从高空和地面获取交通视频,并利用Tracker物理影像分析软件对视频数据进行分析。从城市信号交叉口的微观角度出发,建立了传统社会力模型和改进社会力模型,通过仿真场景模拟了行人过街情况。利用哈尔滨市两个交叉路口的实际参数对仿真模型进行了标定。实验结果显示,当人行横道宽度从4 m增加至7 m过程中,传统社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为4.22 s、3.47 s、2.57 s和2.28 s;改进社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为3.56 s、2.91 s、2.78 s和2.26 s。经过对比验证发现,适当提升人行横道宽度使行人实际过街速度更接近期望速度,从而降低行人过街的延误时间。结果表明,通过增加人行横道宽度可以有效改善信号交叉口行人过街的效率。     

基于Plant Simulation的地铁交通系统建模与仿真

针对数学建模无法全面、准确描述地铁交通复杂约束和大规模随机事件的问题,提出了一种基于离散事件仿真的地铁交通系统仿真建模方法。通过收集真实的地铁运行数据,对其进行分析处理,利用离散事件仿真软件Plant Simulation建立地铁运行逻辑和可视化模型。在建模过程中,以模型元素和控制逻辑分离为原则,采用面向对象的建模方法,利用Plant Simulation模块直观描述地铁交通系统的运行情况,并利用Plant Simulation性能指标分析工具对仿真运行结果进行统计分析。最后,以北京某地铁线路为依据,验证该地铁交通系统仿真建模思路的可行性和有效性。     

基于元胞自动机的城市道路偶发性拥堵交通行为模拟

以元胞自动机模型为基础,在传统的车辆换道规则上,引入驾驶人行为因素,根据不同区域交通流特点和驾驶行为特点,给出了不同的车辆换道规则,建立了一种适用于城市道路偶发性拥堵交通流行为分析的元胞自动机改进模型。并利用该模型,模拟分析了偶发性拥堵发生时不同车流密度的车辆排队和平均车速情况。     

基于元胞自动机的高速公路瓶颈交通演化仿真

为分析高速公路中道路瓶颈造成的堵塞现象,本文改进KKW (Kerner-Klenov-Wolf) 模型, 建立跟驰规则;综合考虑车间距和车速对车辆换道的影响,建立自由换道和强制性换道规则;并对高速公路中不同车流量条件下,道路瓶颈上游的堵塞区域分布、换道行为特征和车道上交通参数的变化情况进行仿真研究。结果表明：在给定的交通量条件下,汇流车道的拥堵区域长度处于动态平衡状态,不会随时间而变化,且道路瓶颈前的汇流行为会导致目标车道上严重的速度下降,汇流车道和目标车道上车辆速度变化趋同;从换道集群特征来看,道路瓶颈前因高交通流量形成的低速汇流车辆倾向于以小集团的方式统一进行换道,造成目标车道上剧烈的交通震荡;瓶颈消失后,交通恢复时间随进口交通流量的上升而线性增长。