《人群疏散的實測和基於耦合社會場的微觀模擬》是依託上海大學，由董力耘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：人群疏散的實測和基於耦合社會場的微觀模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董力耘
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
日益突出的行人擁堵現象降低了人們的出行效率，頻繁發生的行人踩踏傷害事故對人們的生命財產安全造成嚴重威脅。本項目關注有限空間中密集人群的疏散問題，旨在以非線性力學、數學和統計物理學為工具，從探索行人流擁堵的產生和疏散機理出發，通過對真實交通環境中行人流的觀測和組織相應的行人實驗，深入了解行人運動的宏微觀特徵，建立反映我國行人心理特點和行為特徵的微觀動力學模型，採用耦合社會場來表征行走區域中各種信息對人行道徑選擇行為的綜合影響。通過仿真來研究高峰期交通換乘樞紐中密集人群的疏導、發生突發事件時大型場館內和高層建築內人群的緊急疏散等典型問題，再現人群在不同環境下的各種自組織現象，重點探討瓶頸處行人流的疏導方法，分析疏散過程中的關鍵問題，揭示各種行人流現象的內在規律，為緩解行人交通擁堵，充分地利用現有資源，有效疏散密集人群和減少踩踏事故的發生提供理論依據和可行方案。
結題摘要
本項目通過開展多種形式的行人交通實測和組織行人進行交通實驗，全面認識行人運動的宏微觀特徵，建立基於耦合社會場的微觀動力學模型，掌握行人擁堵的產生原因和疏散機理，為最佳化行人的步行設施、提高正常及緊急狀況下行人的疏散效率、保障公共安全提供科學依據。目前已經發表學術論文13篇，其中7篇和1篇分別被SCI和EI檢索。主要研究成果包括：（1）組織了教室人群疏散實驗，其中考慮到教室內不同的內部布局和出口寬度；組織了單向和雙向行人流經過通道瓶頸的實驗。通過這些實驗獲得了人群運動的定性和定量特徵，為建模和模擬提供了實驗基礎。（2）採用改進的格子氣模型研究了周期邊界下通道內雙向行人流的自組織成行現象。同時考慮了同向和反向行人在某一行人的視野區域內對其的影響，即行人傾向於跟隨與自己同向的行人而避開與自己反向的行人。數值結果表明，改進的模型可以完美的再現成行現象，並且這個產生過程非常快，符合真實的行人交通流。（3）將捷運站內行人流的交織運動簡化為連通雙通道內兩股行人通過瓶頸的情形。採用推廣的格子氣模型，通過引入背景場，使改進的模型可以刻畫捷運站內行人流的運動特徵。當瓶頸寬度小於臨界寬度時，逆向交織的行人經過研究區域具有更高的效率，驗證了行人流實驗的結果。（4）我們採用基於背景場的元胞自動機模型研究了人行橫道上的雙向行人流的自組織現象，其中行人之間的長程相互作用通過引入了行人視野。數值模擬表明，該模型可以快速地再現成行現象，與實際觀測相符。（5）基於背景場元胞自動機模型，我們提出一種改進的背景場計算方法，將行人當作可移動的障礙物。首先套用改進的模型研究了單出口房間的疏散過程，然後研究了雙出口房間的三種典型的出口設定對疏散過程的影響。（6）基於教室人群疏散實驗，採用基於動態背景場的元胞自動機模型研究了不同桌椅排列和出口寬度時的教室人群疏散過程，將桌椅分別視為不可穿越和可穿越的靜態障礙物，而行人則被當成可移動的障礙物。該模型可以較好地刻畫人群疏散的特徵。項目申請人3次在國內外大型學術會議上組織交通流專題研討會。項目申請人及課題組成員參加國外學術會議5次，國內10餘次。在項目完成過程中，共有5名碩士研究生畢業，目前2名碩士研究生在讀。
