Modeling walking behavior of pedestrian groups with floor field cellular automaton approach

Walking in groups is very common in a realistic walking environment. An extended floor field cellular automaton （CA） model is therefore proposed to describe the walking behavior of pedestrian groups, This model represents the motion of pedestrian groups in a realistic way. The simulation results reveal that the walking behavior of groups has an important but negative influence on pedestrian flow dynamics, especially when the density is at a high level. The presence of pedestrian groups retards the emergence of lane formation and increases the instability of operation of pedestrian flow. Moreover, the average velocity and volume of pedestrian flow are significantly reduced due to the group motion. Meanwhile, the parameter-sensitive analysis suggests that pedestrian groups should make a compromise between efficient movement and staying coherent with a certain spatial structure when walking in a dense crowd.

华胜煤矿房柱群下巷道非对称变形破坏机理及控制技术

在近距离煤层开采中,下煤层巷道的稳定性对于整个矿井的安全生产至关重要。因此,本文以兼并重组矿井华胜煤矿为工程案例,基于上煤层巷道房柱群采空区底板应力分布规律,研究了下煤层巷道的变形破坏机理及控制技术。首先,详细分析了华胜煤矿下煤层巷道的地质概况、围岩力学参数和原有支护方案,并基于现场钻孔窥视结果得到了下煤层巷道顶板房柱的具体位置,分析了下煤层巷道的非对称变形机理。然后,运用半无限平面理论计算得到了上煤层巷道房柱群采空区底板的应力分布规律。结果表明,上煤层中房柱群的不对称分布导致下煤层巷道顶板应力分布不均匀,从而引发了下煤层巷道的非对称变形,且越靠近上煤层房柱群中的煤柱,变形越大。基于此,进一步通过数值分析和现场应用对下煤层巷道位置及支护方案进行了优化和验证。华胜煤矿下煤层巷道在优化后的巷道位置及支护方案控制下整体并未出现非对称大变形。本研究结果对类似工程地质条件的下煤层巷道支护方案设计具有指导意义。

考虑双向群组运动特征的场域模型研究

行人动力学的研究能为火灾等紧急情况下的疏散研究提供理论支撑。现有研究多以独立行人为研究对象,群组作为行人流的重要组成部分,有必要进行研究分析。以场域模型为基础,在前人提出群组场的基础上进行拓展,并引入预测场模拟群组行人避让行为,构建了考虑双向群组运动特征的拓展场域模型,对双向群组运动特征进行研究。在双向流通道中进行模拟发现:随着预测场敏感性参数增大避让行为意识增强,时间损失增加,与反向行人的正面冲突减少;拓展模型能使群组维持较近距离的同时减少群组成员之间的冲突;该模型能模拟密度越大速度越小的典型现象。

考虑结伴行为的行人流场域元胞自动机模型

与行人流疏散情景不同,在行人流聚集过程中,行人动力学特性具有一些显著的特点,如对目标位置的选择相对模糊不清,结伴同行的行人组凝聚力明显,组内行人存在着明显的跟随行为.论文以行人流聚集过程为研究对象,分析结伴行为对行人流聚集动力学的影响,扩展场域思想,提出一种扩展的行人流场域元胞自动机模型.模型运用感知区表示行人对周边环境的感知能力,提出用组内场对同伴间彼此凝聚、相互牵制的结伴行为进行建模.行人转移概率的计算新添了组内场因子并考虑了行人忽略场值的微小变化而保持原地不动的情景.模拟实验成功再现了行人对独立空间领域的需求和结伴行人的聚簇成团现象,讨论了行人组尺寸对聚集时间、行人间平均间距的影响.