基于社会力的行人-自行车混合疏散模拟研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liubifeng1392
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国火灾等安全事件的频发,如何高效地疏散危险区域的人群愈发成为学者研究的焦点。共享经济的发展使得公共自行车数量持续增加,因此本文考虑借助自行车来加快人群疏散的可能性。研究该情况下行人-自行车的混合疏散,对于保障公共安全有重要意义。结合目前行人-自行车混合运动的研究现状,本文考虑了行人-自行车混合流中个体的微观运动规律,构建了一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型,并对直通道内行人-自行车混合疏散场景开展模拟研究。首先,本文研究了行人和自行车个体的运动特性。对校园内狭窄直通道在上下课高峰时的行人和自行车混合运动开展观测实验,分析个体的自由运动数据和超越数据。分析发现,不仅自行车和行人的速度存在差异,对路面专注的行人和非专注行人的自由速度也显著不同。在观测场景内自由运动时,自行车的平均速度比行人的约高131.7%,表明自行车的运动能力更强,在疏散速度上存在优势。对路面情况是否专注会显著影响行人的运动速度,对路面情况专注的行人的平均速度比非专注行人的约高20.8%。此外,行人和自行车的平均边界距离比较接近,专注行人的平均边界距离略高于非专注行人的平均边界距离(约高4.8%)。同时,还对自行车和行人在超越过程中的时空图、轨迹图和速度图等进行了重点分析,获取了超越过程中自行车和行人的微观运动规律,为模型的构建提供了帮助。其次,基于自行车的微观运动特征,本文构建了一个多层次的自行车微观运动模型。它包括动力学和运动学两部分。其中,动力学部分基于社会力模型,将自行车建模成三个相连接的圆,引入自行车的临时期望运动方向来改变其在模型中所受的自驱力,实现自行车对行人避让超越的精细描述。模型的运动学部分则考虑了自行车的运动学约束、几何结构以及速度依赖关系,引入并修改单车模型,利用动力学中的受力情况更新自行车的运动状态。最后,本文结合行人社会力模型和多层次的自行车微观运动模型,构建了一个基于社会力的行人-自行车混合疏散模型(MixSF模型),并针对直通道内行人-自行车混合疏散场景开展模拟分析,考虑自行车占比、相对密度和通道宽度等因素对混合疏散的影响。发现存在临界个体密度(约为0.548人/m2),个体密度低于此临界值时,自行车占比的增加能够提高混合疏散的速度和流量;高于此临界值时,自行车占比的增加反而会减小混合疏散的速度和流量。研究了三种自行车占比下相对密度对混合疏散的影响,发现这三种情况下的个体平均速度随相对密度的变化关系有较高的一致性,相对密度的增加会减小个体的平均疏散速度,影响个体的疏散体验。且在相对密度达到0.81的临界值后,不建议使用自行车进行疏散。控制个体密度及自行车占比,研究了通道宽度对混合疏散的影响,发现通道宽度较低时,不利于混合疏散。此外,发现当通道宽度处于2m-3.5m区间时,个体的平均速度和单位宽度的平均流量均随着通道宽度的增加而减小。
其他文献
在直径1.75米的焦面板上对4000根光纤单元的精准位置提取,是LAMOST闭环定位系统研究中的一大关键技术难题。在闭环定位系统中,对光纤定位单元的精确控制依赖于视觉检测系统对光纤位置的高精度测量。因此,视觉检测系统中的光纤位置检测精度的高低是决定闭环定位系统是否成功的关键。本文主要研究基于前照条件下的光纤位置检测方案。对于在远距离、大尺度条件下的微小光纤位置检测任务,本文尝试将整个基于前照条件下
学位
在自由空间光通信(Free Space Optical Communications,FSOC)系统中,近地湍流的存在会引起大气折射率的随机起伏,进而破坏光场的振幅和相位分布,严重制约着FSOC系统性能的提升以及应用,因此对大气湍流抑制技术的研究具有重大意义。相干结构作为光场调控的一个重要自由度,为缓解大气湍流对激光传输的干扰提供了有力工具。另一方面,为满足高速、大容量、高频谱效率等通信需求,光轨
学位
随着5G的大规模商用,学术界和工业界对下一代无线通信网络的研究和讨论也方兴未艾,认为其在未来可实现智能、安全、可靠和无处不在的连接。空天地一体化技术将为下一代无线通信网络的无限连接提供关键技术支持,而无人机因其按需快速部署、高机动性和其所带来的空地链路强视距链路特性为通信系统提供更大的覆盖范围和更强的通信能力。无人机通信系统在实际场景中日益得到广泛应用,被认为是实现空天地一体化网络关键平台。而正由
学位
水泥作为我国基础设施建设不可或缺的材料,市场需求巨大。但目前水泥装车以人工装车为主,作业效率低且损害人体健康,因而围绕智能化、无人化的水泥自动装车技术近年来发展迅速。本文基于校企联合研发的水泥自动装车机,对其控制系统和控制策略进行深入研究,旨在实现重载条件下全自动化水泥装车控制系统的稳定、可靠、高精度运行。首先,根据装车机总体结构方案与功能模块需求分析,设计了自动装车机的控制系统。以DSP2833
学位
暴胀结束时,宇宙处于温度非常低的状态,需要通过再加热过程过渡到传统的热大爆炸。而再加热的开始阶段可能通过预加热的形式发生,预加热阶段由于参数共振等原因是一个高度非微扰的过程,可以伴随产生非常丰富的物理现象。当前观测数据表明,暴胀场的势能应该非常平坦。在这样的势能下,预加热过程中可能会产生出大量的称为振荡子的局域场构型(振荡子为一类非拓扑准孤立子),并伴随产生出早期宇宙随机引力波背景。振荡子预加热模
学位
随着课程改革的进一步推进,单元教学的理念再次引起教学界关注,通过数学活动展现数学知识的形成过程,促进学生思维的发展.数学交流中的听说读写方式,在数学教学中得到发展与升级,关注度逐年上升.《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》在数学学科核心素养的评价方式上,提出可结合口头测试、开放式活动等过程性评价,为单元教学有意识地融入活动提供了设计方向,既关注学生知识技能外显表达,又留意学生的内
学位
预混火焰传播和爆燃转爆轰(DDT)是火灾与爆炸安全领域的重要研究课题。爆轰传播速度极快、超压极大,是一种破坏力巨大的灾害性现象。此外,爆轰可作为一种高效高能量的燃烧方式,因此在能源利用和燃烧推进方面也具有重要的应用价值。另一方面,氢作为一种高效清洁能源具有广阔的发展前景。然而氢气相比传统燃烧具有更高的火灾和爆炸危险性,且氢气爆燃更容易转变为爆轰,因此深入研究氢气在空气中的火焰传播与DDT特性和机理
学位
500m口径球面射电望远镜(FAST),是世界上最大的单口径球面射电望远镜。FAST包含一个口径为500 m的球冠形反射面,实际观测时可在观测方向上,变形为300 m 口径的瞬时抛物面以满足测量需求。主动反射面的面形精度是射电望远镜的关键指标,决定了天线效率和最短可观测波长。本文致力于研究可用于FAST主反射面面形精度测量的视觉方法。摄像机高精度标定是视觉测量的基础,其标定精度直接决定了视觉测量的
学位
中国共产党的政治自觉和自我革命之间是辩证统一的关系,二者既相互依存又相互促进,统一于中国共产党领导中华民族和中国人民的历史、现实和未来的整个实践过程之中。从历史演进角度来考察,一定意义上,中国共产党百年奋斗史也是中国共产党政治自觉和自我革命辩证关系的发展史;从马克思主义哲学角度来看,中国共产党的政治自觉与自我革命辩证统一关系所涵盖的认识论、方法论和实践论等哲学意蕴,是中国共产党在百年奋斗历程中对马
期刊
实际火灾场景中多火源燃烧的情形十分常见,且灾害的发展在多火源的相互作用下极易形成诸如火焰合并,火旋风等危害性更大的燃烧现象。此类火灾场景下燃烧情况复杂、危害性显著,如不及时采取有效措施,极易造成严重的人员伤亡和财产损失。细水雾作为一种清洁、高效的灭火技术,其凭借环保、无毒害等优势,成为哈龙灭火剂的有效替代品,且在灭火领域得到广泛重视。当前针对细水雾灭火的相关研究大多侧重于讨论单一火源情形下的灭火行
学位