基于AnyLogic仿真的恐慌情景行人疏散研究

为了反映恐慌情景下行人疏散的变化规律,基于Anylogic软件进行仿真分析。通过引入情绪因子和信息因子,量化恐慌传播系数和信息传播系数,建立群体恐慌动力学模型,运用蒙特卡洛等方法进行群体心理的量化分析,划分恐慌程度等级为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。运用该模型分析不同密度、不同恐慌等级下的恐慌人员疏散规律。研究结果表明:低密度情景下恐慌对疏散效率的影响较低,中、高密度情景下,适度恐慌可以降低疏散时间,超出临界范围会导致疏散的延缓。场景模拟可以看出,适度恐慌下人员疏散迅速有序,相反,过度恐慌下人员疏散缓慢混乱。

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。

双足运动微观视角下单列行人流建模与仿真研究

为从双足运动的微观视角直接呈现行人的移动特性,本文分析行人连续交替步伐行为的运动机理,建立单列行人流迈步运动模型,模拟行人位置在迈步周期内的非线性变化过程。模型根据行人重心和双足中心相对位置,将每次迈步周期内的迈步过程分为单支撑与双支撑阶段,并根据双足瞬时速度具备的波形时序特性,确定迈步周期内任意时刻的位置坐标。基于单列行人流实验数据,标定单列行人流迈步模型中的相关参数,每个行人根据前向距离确定下一次迈步运动所需的步长与步时,并进一步考虑行人的迈步调整行为,避免与前方行人发生踩踏。模拟仿真结果表明:模型能够较好呈现行人迈步运动的微观特性,并复刻了基本图与时空特性;根据行人迈步速度的波形特征,本文基于模拟结果计算步进动力学特性参数,发现行人在面对拥挤空间时,倾向于采用低步长与低步频的迈步风格;模型呈现人群同步自组织现象,发现全局密度为1.9 ped·m^(-1)时,同步现象发生概率最高。行人迈步模型的有效建立,可为行人运动状态评估与预测工作提供参考。

地铁车站步行障碍行人避让行为建模与进出站仿真

为向步行障碍人群提供更精细化的出行服务,本文研究步行障碍行人微观出行行为,解析不同个体属性行人间的冲突避让行为机理。从行人的生理差异角度出发,扩展传统元胞自动机模型场域,同时改进场强模型和模型更新规则,建立步行障碍行人运动及避让行为的元胞自动机模型。通过构建行人运动场地实验,提取普通行人和步行障碍行人轨迹,分析其运动速度、运动偏移角度和横向移动距离等冲突避让特征参数,标定元胞自动机模型中的相关参数。场地实验结果表明,步行障碍行人的运动能力较差,自由度较低,其在冲突避让过程中的偏移角度和偏移距离均明显小于普通行人,主要通过降低行走速度进行被动避让。仿真结果显示,行人速度及普通行人、轮椅行人和婴儿车行人的横向偏移距离与实测数据的误差分别为2.74%、3.35%、6.71%、6.16%。最后,基于改进模型对上海地铁迪士尼站站台层乘客出站场景进行仿真,进一步验证了模型的有效性,并提出无障碍电梯布设的优化方案。步行障碍行人仿真模型的有效建立,可为地铁无障碍电梯等无障碍设施的规划和设计提供理论支持。

行人柔性腿保护仿真分析及改进

为了车辆顺利出口东盟,根据新车研发的需要,以东盟国家新车评价体系:ASEAN-NCAP(New Car Assessment Program for Southeast Asian Countries)下腿型保护满足限值为目标,搭建柔性腿(Flexible Pedestrain Legform Impactor,Flex-PLI)碰撞有限元模型并计算求解。针对车辆设计存在的问题,提出改进方案并通过仿真验证可行,最后通过实车验证测试,试验结果验证了仿真的可靠性,为行人小腿保护开发积累了经验。

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。

基于行人仿真的历史文化街区步行空间优化策略研究

由于缺乏适应新时代背景的理论支持和科学指导,传统历史文化街区内步行空间规划难以完全满足当代城市发展的需求。随着行人仿真技术的不断进步,能够对步行空间与行人行为之间的关系进行更精确的定量分析,从而实现步行空间设计的优化。文章通过调研、收集昙华林历史文化街区的基础现状和公共服务设施分布等信息,并获取了行人步行特征及空间热力特征等数据。运用基于社会力模型的Legion行人仿真软件对这些数据进行建模、仿真模拟、量化分析。研究结果显示,通过优化后的步行空间设计,能够实现行人流量的均衡分布,减少拥堵点的出现,并能有效引导人流到历史建筑等重要景点。

基于地铁站客流特征的行人应急疏散仿真研究

以地铁车站全日客流特征为基础,研究相似个体行为选择规律并差异化赋值属性参数,进而提高在突发事件下乘客应急疏散仿真结果的可靠性。首先结合车站周边用地性质和全日分时段进出站客流量划分为通勤型、商业型和枢纽型三类车站;然后用SP与RP相结合的问卷调查乘客在不同情境下疏散行为选择方式,建立基于潜类别条件的Logit模型得到乘客属性分类,并运用多元Logistics回归分析影响因素及分布概率;最后运用AnyLogic软件建立地铁车站疏散模型并对比仿真效果。结果表明,地铁站的盲从型、慌乱型、自主型和冲动型乘客比例差异对疏散效率有显著影响。

考虑行人微观差异的社会力避让模型与仿真

为解决城市客运交通枢纽场景中行人仿真存在的冲突次数过多和不合理的震荡现象,基于社会力模型,引入主动避让力,针对行人的避让行为进行研究。因不同行人的微观特征不同,其期望速度存在较大差异,在避让力模型中引入期望速度差,将期望速度作为判断行人避让程度的关键指标,突出避让时行人的差异化选择。通过Matlab进行仿真实验,将仿真结果与真实通道内行人的移动路径进行对比。研究结果表明,期望速度更大的强势个体会更主动地进行避让,改进后的模型可以更好地还原差异化的避让行为,对行人路径的模拟误差较未引入避让力的模型降低了43.4%,改进的社会力模型仿真中不合理的碰撞现象减少了49.3%,且可以再现同向行人之间的超越行为。这表明改进后的模型能更好地还原行人对冲突的避让行为,可用于人群较为复杂场所的行人仿真。

基于仿真的交叉口行人交通分析实验设计与教学

研究交叉口行人交通对提高交通安全和效率具有重要意义,而利用交通仿真软件进行交通分析是重要的研究方法。在已有的机动车交通仿真的基础上引入行人交通,设计了基于仿真的交叉口行人交通分析实验。结合具体实验案例展示了实验过程,并通过分析行人加入及参数设置对机动车交通仿真的影响给出了实验结果分析示例。该实验有利于加深学生对交叉口复杂交通流的理解,可直接应用到交通工程类本科生实验教学中,不仅能够提高学生理论联系实际的能力,而且能够培养学生“以人为本”的职业素养和社会责任感。

深度确定性策略梯度算法耦合模型驱动的行人过街仿真

行人仿真在公共安全研究中扮演着重要的角色,但如何增强仿真环境中智能体的真实性一直是一个难题.本工作提出了一种深度确定性策略梯度-行人二维优化速度模型耦合驱动算法,并对无信号交叉口行人过街行为进行仿真.通过构建考虑无速度差项和有速度差项2种行人二维优化速度模型的策略探索方案,揭示出带有速度差项行人二维优化速度模型的耦合驱动算法倾向于灵活地选择相对安全的动作,从而使行人选择动作的策略也更优,达到了完全避免行人碰撞、确保行人安全的功能.

基于社会力模型的复合型通道行人仿真建模及设施布局研究

复合型通道内行人走行流线复杂,冲突形式多样,对通道内行人走行特性进行分析研究对提升复合型通道内走行安全性、走行舒适度和通行能力具有重要意义.各类服务设施对行人影响以不同形式体现在行人决策阶段和接受服务阶段2个阶段,传统的社会力模型对服务设施之间的差异表达和行人决策阶段、接受服务阶段行为差异的表达存在不足,本文在对站域服务设施进行分类的基础上,引入决策迟豫力、粘滞力改进社会力模型.通过建立仿真模型对不同服务设施对行人流影响进行分析,获得通道内不同种类服务设施布设的方案和建议,为该类通道设计提供理论和方法支持.

基于扩展卡尔曼滤波的疏散行人密度预测算法研究

疏散效率的提升是疏散系统研究的核心关注点。由于疏散系统通常呈现局部可观测性,而异常的局部观测信息会降低疏散效率,因此需对观测信息进行预测校正。为此,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的人员密度信息预测校正算法。该算法采用神经网络拟合方法对扩展卡尔曼滤波算法中状态函数和观测函数的参数进行辨识,完成非线性疏散系统的近似线性化,提高了建模的精度;同时算法通过误差协方差矩阵的迭代更新机制实现疏散人员密度的快速预测和校正。在此基础上,还结合密度控制算法构建异常疏散场景下的行人流疏散控制策略。为验证所提算法的有效性,在设计和构建异常疏散场景仿真模型的基础上进行了对比仿真和真人疏散可控实验。结果表明,相较无数据校正的疏散控制策略,算法在异常疏散仿真和真人可控场景中分别获得最高38.9%和23.26%的效率提升,为异常疏散场景中的控制策略提供了有效的解决思路。

基于行人仿真技术的地铁车站疏散能力模拟测试方法分析

城市轨道交通车站疏散能力是车站设计过程中的重点之一,车站设施能力设计要满足紧急情况下的乘客疏散要求。交通运输部要求地铁线路初期运营前应编制大客流车站的通过能力模拟测试报告,但对于具体技术方法和编制深度等并没有统一要求。基于行人仿真技术并结合天津地铁8号线一期工程,提出了地铁车站疏散能力模拟测试工作要点,评价了实例中疏散时间指标和人流密度指标,分析了疏散方案优化前、后情况,为类似工程提供了参考。

基于行人仿真的大型商场某层布局优化研究:以邯郸新世纪商场为例

基于群体行为视角,以邯郸新世纪商场5楼为例,依托Anylogic平台构建仿真模型,并在验证模型有效性的前提下,对商场布局进行多场景模拟试验.研究表明:主力店分散布置优于集中布置;主力店间隔距离与商业活力呈正相关.最后,据此对该商场提出优化策略,同时对优化方案作了模拟验证.

发动机罩铰链系统的设计与仿真分析

【目的】现有的汽车发动机罩抬升方案存在不能重复使用、尺寸较大且构造复杂等局限性,并未被大规模采用,亟需设计一种新型发动机罩铰链系统,降低行人头部再次被碰撞的风险。【方法】从铰链结构的角度出发,设计了一种由触发装置和抬升装置两部分构成的新型发动机罩铰链系统,初步确定了该系统的运动轨迹、抬升时间、抬升高度、抬升力,并运用三维仿真设计软件UG对所构建的系统进行了正向和反向抬升的模拟试验。【结果】1)正向抬升试验中,时间接近2.70 s时,因为从动支架上凸台的存在,成功阻挡了发动机罩的移动,使得最后的抬升角度达到了53.32°。2)反向抬升试验中,在铰链系统运作期间,发动机罩尾部上升了101.25 mm,满足发动机罩后端抬升高度大于100 mm的要求。3)提升系统整体完成动作所需的时间为75 ms,也达到了设计要求的低于80 ms的标准。【结论】该铰链系统正向、反向抬升均满足相应的使用规范,能够对行人头部起到良好的保护作用,可以在后续实践中投入使用,市场前景良好。

基于行人仿真的商业广场设计优化策略--以邯郸天鸿广场为例

文章立足于介观层面和行为经济学角度分析商业广场中行人运动的决策机制,首先通过构建离散选择模型,定量分析各种变量对行人行为选择的影响程度。其次将行人基本经济社会属性与用户评价网络数据相结合,对行为决策进行预测,其中包括目标确立与通往目标的行为路径。最后通过对邯郸市天鸿广场的实地调研,将实测数据代入模型,并将实测数据与模拟数据进行比对,通过皮尔逊相关性检验确认了模型的有效性,进而提出基于行人仿真的商业广场优化策略。

基于自动紧急制动的行人避撞策略及仿真验证

为提高行人AEB的避撞效能,提出一种考虑行人出现位置的制动避撞策略并验证。首先对驾驶员遇到横穿行人的制动行为进行分析,并结合AEB系统特点确定制动临界避撞距离;然后,基于真实事故视频,选取分级制动减速度;最后,考虑行人横穿出现位置,根据制动避撞距离设置制动响应时机。MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真结果表明,行人出现在近端/远端位置均能有效避免碰撞。

城中心大型医院入口人行交通系统优化——四川省人民医院为例的Massmotion仿真分析

城市中心大型医院入口处的人行交通拥堵问题亟待解决,而现有方案缺少模拟分析及量化的数据支持。文章以Massmotion仿真模拟结果为定量方法,对现状进行仿真模拟,从多定量角度分析论述了方案的可行情况。

行人运动仿真研究综述

行人运动仿真是近年来仿真领域研究的热点之一。从行人运动仿真的研究意义和研究内容出发,介绍了国内外行人运动仿真研究发展历程和研究现状,论述了行人运动仿真模型的三种类型,分析了成本效益元胞模型、元胞自动机模型、磁场力学模型、社会力学模型、排队网络模型五种典型的行人运动仿真模型的原理和适用条件。最后探讨了目前行人运动仿真研究中存在的问题及未来的发展前景。