基于行人过街场景的社会力模型改进研究

为真实有效地模拟行人过街现象,发挥社会力模型潜在的应用价值,文中以经典社会力模型为基础,设计3组可控实验,运用手动轨迹跟踪器,提取行人过街行走轨迹,从而对经典社会力模型中的重要参数进行标定研究.通过将模型仿真得到的过街行人流基本图与经典社会力模型以及实测数据进行对比分析,结果表明,改进模型有效减少行人重叠现象,在流量达到0.5人/(s·m)后行人密度比经典社会力模型降低1人/m2左右,贴近实测数据,更好地描述行人过街的现实情况.运用这一研究成果能够更好地研究行人过街内在机理,挖掘模型在行人过街设施设计等工程应用中的价值.      

用于微观行人仿真的邻域决策模型

对适用于连续空间的基于力的行人仿真模型进行综述,并以社会力模型(Social Force Model,SFM)为例,指出了其本质局限性.在此基础上提出了全新的适用于连续空间的微观行人仿真模型: 邻域决策模型(Neighborhood based Decision Making Model,NDM).该模型使用"方向选择与速率调整"相结合的方法对行人的微观动作进行描述,并采用邻域作用原理(Neighborhood based Impact Principle,NEP)驱动行人的决策过程.介绍了模型的基本原理,包括基于主观效用最大化原则的方向选择以及模型对于邻近行人和空间障碍物的处理思路.最后,通过一系列复杂场景内的单人行走仿真试验,验证了模型对于复杂邻域状态的处理能力,并深入分析了在不同参数配置下模型所模拟出的行人的行为特征,充分证明了模型的有效性.     

交叉口绿闪信号行人过街行为模型

城市信号交叉口通过设置绿闪信号,在机动车获得通行权之前清空人行横道上的过街行人.为研究行人在此信号期间的过街行为,提出一种绿闪信号时行人过街运动模型.综合分析绿闪信号、周围过街行人、人行横道边界以及右转冲突车辆对行人过街的影响机理,基于社会力模型,建立绿闪后人行横道上行人过街行为模型,并根据实际调查所获得的人行横道尺寸、行人与车辆速度等数据,标定模型参数.基于模型仿真行人运动行为,产生行人分层现象以及与周围行人、冲突车辆避碰等行为,验证模型在宏观层面的有效性;对不同断面的仿真行人与实际过街行人的过街速率变化曲线进行拟合,拟合优度指标显示模型对人行横道前/后半段过街行人模拟精度分别为83% 和95%,验证了模型在微观层面的有效性.      

“以人为本”理念下交叉口缘石转弯半径取值研究

在"以人为本"的设计理念下,结合交叉口过街行人、右转机动车及非机动车冲突特性优化社会力微观仿真模型,并基于所建仿真模型对不同缘石转弯半径下的交叉口进行仿真,分析行人过街延误与右转车头间距随缘石转弯半径的变化情况,以行人延误小、安全性高为优化目标.在以慢行交通为主,设计速度为60 km/h的两同类型次干路以直角相交,右转机动车专用道设计速度为30 km/h时,缘石转弯半径以10 m为宜,该研究方法可为交叉口精细化设计提供定量分析方法和设计依据.     

行人交通仿真模型与相关软件的对比分析

从描述行人运动行为的尺度和精细程度出发，行人交通仿真模型分为宏观模型、中观模型和微观模型3类。总结了常见的格子气模型、元胞自动机模型、社会力模型和磁力模型的原理及算法，对比分析了其仿真效果。论述了如何运用Legion、STEPS、SimWalk和AnyLogic软件建立行人交通仿真模型，比较和评述了上述软件的技术性能。研究表明，充分、合理利用已有软件，可实现快速有效的行人交通仿真建模。     

基于社会力的自动驾驶汽车行人轨迹预测模型

为了改善自动驾驶领域对行人保护的局限性,研究了人车混行路口行人的行走模式与人车之间的交互行为,提出了一种基于社会力的自动驾驶汽车行人轨迹预测模型,对人车混行路口的行人行走轨迹进行预测。模型整合了判断行人面对来车行走或是停下的行人走、停决策与改进的社会力模型,并考虑了不同年龄、性别行人的个体差异性。通过数据采集与分析,得到行人的个体特征与真实行走轨迹,用逻辑回归的方法,以真实行走轨迹训练行人走、停决策,用极大似然估计法标定了改进的社会力模型中的系数。通过相同场景与初始条件下,模型预测结果与真实轨迹的对比验证了模型的准确性,结果表明:行人走、停决策能够以总体90%的正确率判断行人面对来车行走与否,改进的社会力模型可以计算出行人在周围环境、其他行人和车辆影响下可能的行走轨迹,与真实轨迹之间的平均位移误差AE15 cm,最终位移误差FE25 cm。轨迹预测模型具有一定的准确性,能够在人车混行路口为自动驾驶汽车的决策与路径规划提供依据,从而达到行人保护的目的。     

智能体（Agent）技术在交通枢纽仿真系统中的研究与应用

将Agent技术应用于交通枢纽仿真,以导入的AutoCAD枢纽模型文件和用户绘制的逻辑区作为仿真场景,智能体以逻辑设施节点的转向比例方式选择路径,结合社会力模型,模拟了行人在枢纽内的目标选择、行走、避让和排队行为,实现了行人智能体在枢纽内的自由行走,揭示出枢纽内客流瓶颈随时间的变化过程。     

考虑同伴群的行人感知避让社会力改进模型

为了提高人群行为模拟的真实性,针对现有社会力模型效果展现存在的行人间避让效果不佳以及个体、同伴群成员差异性避让行为刻画不足的问题,引入融入Agent的实时感知与动态避让算法对模型进行改进研究。基于面向对象的编程语言VC++,结合应用程序框架QT进行面向对象软件的设计与开发,最终搭建了行人仿真平台。通过行人运动状态参数的标定,实现了模型对行人步行行为更加真实的模拟,并进行了不同控制条件下单、双向行人流仿真试验。结果表明,改进模型能够更加真实地模拟冲突行人之间的避让,同伴群成员别于个体进行避让的行为特征得以体现;单向行人流的通行效率远高于双向行人流;避让行为的引入减缓了行人碰撞前后的速度变化,但降低了行人流的整体运动速度。     

基于虚拟力的过街行人行为分析

为分析行人行为的主要影响因素,利用运动轨迹分析软件对调查数据进行了处理,绘制了行人过街时空轨迹曲线,提取了行人行为变化特征并分析了主要影响因素。考虑到行人过街所处的典型交通环境,将道路标线设计、信号配时情况、过街目的地、机动车干扰等情况带入行人行为分析中去,分析动态、静态两类因素对行人行为的干扰效果。为对干扰效果进行科学的表达,将不同因素对行为的影响视为虚拟力的作用效果,分别建立了不同影响因素对行人行为的干扰模型。此外,通过增加角度等参数反映不同因素的位置变化对行为的影响,对现有的社会力模型进行了完善和补充。最后,根据力的合成原理,建立了综合因素影响下的过街行人行为决策模型。     

轿车与6岁儿童行人不同方位碰撞中下肢损伤分析

Euro NCAP发布的行人模型认证技术公告TB024的最新版本对6岁儿童行人模型认证提出了单独要求,旨在加强对儿童行人的保护.本研究应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)规定并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置了4组不同方位行人-汽车碰撞仿真试验,以探究不同碰撞方位下的儿童下肢损伤机理.结果...     

基于机动车行人冲突分析的右转专用相位设置仿真

为缓解右转机动车和行人冲交,提出一种解决方案是在信号灯控制道路交叉口引入右转专用相位.为了评估设置右转专用相位的有效性,首先通过视频数据深入分析了右转机动车在交叉口与行人和非机动车的交通冲突;结合所分析出的冲突特征设计仿真模型后基于仿真结果比较和研究不同右转专用相位配时方案的有效性.研究结果表明右转专用相位的设置是否能够提高通行效率与多方面因素有关,例如机非冲突概率、右转机动车到达率和右转车辆过街时间,同时给出了设置右转专用相位的关键技术参数.     

基于离散势能场的行人仿真模型研究

提出了基于离散势能场及精细网格划分的行人仿真模型,区别于连续势能场,提出在最小元胞尺寸为10 cm×10 cm的网格划分,利用离散势能场描述目的地、障碍物以及其他行人对行人运动的影响.给出了单人决策和行人仿真的流程.该模型能够将基于全场景的宏观层面上的路径规划决策和基于邻域的微观层面上的单步决策有机地结合在一起.采用离散势能场机制描述各种因素对行人行为的影响,可以灵活地增加考虑的因素,论文给出了在单项通道内的行人仿真算例,并与观测结果进行了对比.     

A Research on the Effects of Pedestrian's Gait in Vehicle-Pedestrian Collision Accident

为提高人车碰撞事故再现仿真的准确性,分析行人的初始状态对仿真结果的影响,提出了一种以多刚体行人假人为模型的事故再现方法.该方法仿真行人行走的动态过程,从而确定事故再现中所需要的行人姿态、步速等初始状态参数.通过再现一起真实交通事故,论证了行人初始状态对事故再现结果的影响,并证明了该方法的正确性.     

汽车行人碰撞抛射仿真模型

利用PC-Crash软件进行车辆与行人的碰撞仿真试验,提出了第一落地点抛距理论模型,将车辆与行人的碰撞划分为车辆前部与行人的后部和侧面碰撞两种类型,碰撞车型选择当前广泛使用的发动机舱盖略向前下倾斜的梯形前端轿车,建立了车辆与行人后部、侧面碰撞抛距模型和综合碰撞抛距模型,分析了行人相对车辆前端的不同位置对抛距的影响。最后将文中提出的模型与国外行人抛距模型进行对比,结果证明该模型是有效的。     

基于有限元模型的汽车-行人碰撞事故重构研究

利用Hypermesh和Pamcrash软件,建立第50百分位行人下肢有限元模型和简化的厢式货车有限元模型,重构厢式货车倒车时与行人碰撞的交通事故案例,通过将模拟得到的行人损伤情况,比较韧带和骨骼的损伤,与医院给出的伤者诊断结果进行对比来确定初始参数,得出有限元仿真模拟碰撞事故的有效方法.结果表明,通过有限元仿真进行碰...     

场论模型下的多方向行人仿真

常用的元胞自动机模型的研究重点是对向行人流,当行人方向增加到3向甚至更高时,元胞模型将会非常的复杂导致难以大规模仿真。基于场论的行人流模型可以较好克服元胞模型的不足,通过场论模型仿真行人多方向的运动实现真实行人的运动状态。基本图结果表明,多方向行人仿真基本图显示在行人密度较高的情况下可以得到更高的速度,在低密度下则相反。     

行人小腿碰撞有限元建模方法的研究

首先根据欧盟EEVC标准要求,建立了模拟行人皮肤、肌肉和骨骼的小腿冲击器模型,并通过静态和动态试验进行了验证.接着建立包括保险杠、纵梁和发动机罩等在内的车辆前端模型,结合上述小腿冲击器模型,组成行人小腿一车辆前端碰撞模型.最后,对该碰撞模型进行仿真与验证.     

基于第2代身份证的火车电子售检票系统的构建

提出了基于第2代身份证的电子售检票系统,利用第2代身份证具有的机读功能,将其作为电子车票,不再使用纸质车票.系统分为售票子系统和检票子系统.售票子系统采用了网上和自动终端2种售票方式,并保留了现有的售票系统,覆盖了所有旅客群体,方便旅客购票;检票子系统采用GPRS无线通信方式,利用第2代身份证刷卡检票上车,提高了检票效率,方便旅客上车.同时,由于身份证所具有的法定性和惟一性,本系统实现了火车售票的实名制,毁灭性的打击了票贩子.     

行人交通模型与微观仿真

行人交通是一种重要的交通方式,也是个人出行活动必不可少的行为。从描述行人运动行为的尺度和精细程度出发,将行人交通仿真模型划分为宏观模型、中观模型和微观模型3类,并分析其原理和特点。在对现有行人微观仿真软件调研的基础上,提出Legion、STEPS、SimWalk、AnyLogic是适用于正常情况和疏散情况的软件,研究了如何具体运用上述软件实现模型建立,探讨了建筑空间平面创建、数据输入、参数标定、输出数据的分析处理等关键步骤和流程。研究表明,充分利用已有软件可实现快速有效的行人交通仿真建模。     

基于行人安全保护的发动机盖的轻量化研究

在ANSYS中建立了发动机盖的有限元模型,运用有限元法仿真分析了人-车碰撞时钢制梁式发动机盖的行人安全保护性,并将分析结果与试验结果进行了对比,证明了有限元模型的可靠性.针对铝制粱式发动机盖不能满足碰撞时行人安全保护的问题,对铝制发动机盖进行了结构设计.有限元仿真分析证明新设计的铝制发动机盖可以在满足轻量化要求的同时实现碰撞时行人安全保护目标.