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地铁站内交织行人流的简化模型和数值模拟

陈然 李翔 董力耘

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地铁站内交织行人流的简化模型和数值模拟

陈然, 李翔, 董力耘

Modeling and simulation of weaving pedestrian flow in subway stations

Chen Ran, Li Xiang, Dong Li-Yun
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  • 地铁站内多方向行人流以不同方式通过瓶颈时具有不同的效率,发生拥堵的机制也有所不同. 本文将地铁站内行人流的交织运动简化为连通双通道内两股行人通过瓶颈的情形. 采用推广的格子气模型,通过引入背景场,使改进的模型可以刻画地铁站内行人流的运动特征, 通过数值模拟研究了两股行人以两种不同方式经过研究区域的清空时间以及瓶颈宽度的影响. 研究发现,在模型中考虑行人沿对角线的运动可以更加准确地描述真实行人运动. 当瓶颈宽度小于临界宽度时,逆向交织的行人经过研究区域具有更高的效率, 验证了行人流实验的结果.此外还详细讨论了在瓶颈处发生拥堵的机理.
    There are differences in efficiency when pedestrian flows with various directions pass through the bottleneck of a subway in different manners, and the mechanisms of congestion at the bottleneck are distinct as well. The weaving motion of pedestrian flows with various directions in subways is simplified into two crowds with different ODs passing through the bottleneck which connects two parallel channels. The lattice gas model is improved by introducing the floor field so that it is suitable for the description of pedestrian flow under complex situations. It is shown by experiments that different ways lead to the difference in total time when the crowds pass through the field of interest. Then the total time of crowds passing through the field in different ways is investigated numerically, and the effect of bottleneck width is taken into account as well. Numerical simulations confirm the findings from experiments. It is found that the diagonal movement of a pedestrian should be included in the model in order to give a better description of real pedestrian traffic. And the mechanism of congestion near the bottleneck is discussed in detail.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10972135,11172164, 11047003)、上海市教委科研创新项目(批准号: 11YZ12)、 上海市高校创新团队项目和长江学者和创新团队发展计划(批准号: IRT0844)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10972135, 11172164, 11047003), Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission, China (Grant No. 11YZ12), the Shanghai Program for Innovative Research Team in Universities, China, and the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in Universities, China (Grant No. IRT0844).
    [1]

    Helbing D 2001 Rev. Mod. Phys. 73 1067

    [2]

    Muramatsu M, Irie T, Nagatani T 1999 Physica A 267 487

    [3]

    Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartz J 2001 Physica A 295 507

    [4]

    Takimoto K, Tajima Y, Nagatani T 2002 Physica A 308 460

    [5]

    Yu Y F, Song W G 2007 Phys. Rev. E 75 046112

    [6]

    Fukamachi M, Nagatani T 2007 Physica A 377 269

    [7]

    Li J, Yang L H, Zhao D L 2005 Physica A 354 619

    [8]

    Yang L Z, Li J, Liu S B 2008 Physica A 387 3281

    [9]

    Kuang H, Li X L, Song T, Dai S Q 2008 Phys. Rev. E 78 066117

    [10]

    Kuang H, Li X L, Wei Y F, Song T, Dai S Q 2010 Chin. Phys. B 19 070517

    [11]

    Yang L X, Zhao X M, Gao Z Y, Zheng J F 2011 Acta Phys. Sin. 60 100501 (in Chinese) [杨凌霄, 赵小梅, 高自友, 郑建风 2011 物理学报 60 100501]

    [12]

    Song W G, Xu X, Wang B H, Ni S J 2006 Physica A 363 492

    [13]

    Ma J, Song W G, Liao G X 2010 Chin. Phys. B 19 128901

    [14]

    Weng W G, Chen T, Yuan H Y, Fan W C 2006 Phys. Rev. E 74 036102

    [15]

    Zhou J W, Chen X L, Zhou J H, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2009 Acta Phys. Sin. 58 2281 (in Chinese) [周金旺, 陈秀丽, 周建槐, 谭惠利, 孔令江, 刘慕仁 2009 物理学报 58 2281]

    [16]

    Helbing D, Molnar P 1995 Phys. Rev. E 51 4282

    [17]

    Song W G, Yu Y F, Fan W C, Zhang H P 2005 Sci. China Ser. E 35 725 (in Chinese) [宋卫国, 于彦飞, 范维澄, 张和平 2005 中国科学E辑 35 725]

    [18]

    Hao Q Y, Hu M B, Cheng X Q, Song W G, Jiang R, Wu Q S 2010 Phys. Rev. E 82 026113

    [19]

    Huang H J, Guo R Y 2008 Phys. Rev. E 78 021131

    [20]

    Kirchner A, Schadschneider A 2002 Physica A 312 260

    [21]

    Helbing D, Buzna L, Johansson A, Werner T 2005 Transport. Sci. 39 1

  • [1]

    Helbing D 2001 Rev. Mod. Phys. 73 1067

    [2]

    Muramatsu M, Irie T, Nagatani T 1999 Physica A 267 487

    [3]

    Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartz J 2001 Physica A 295 507

    [4]

    Takimoto K, Tajima Y, Nagatani T 2002 Physica A 308 460

    [5]

    Yu Y F, Song W G 2007 Phys. Rev. E 75 046112

    [6]

    Fukamachi M, Nagatani T 2007 Physica A 377 269

    [7]

    Li J, Yang L H, Zhao D L 2005 Physica A 354 619

    [8]

    Yang L Z, Li J, Liu S B 2008 Physica A 387 3281

    [9]

    Kuang H, Li X L, Song T, Dai S Q 2008 Phys. Rev. E 78 066117

    [10]

    Kuang H, Li X L, Wei Y F, Song T, Dai S Q 2010 Chin. Phys. B 19 070517

    [11]

    Yang L X, Zhao X M, Gao Z Y, Zheng J F 2011 Acta Phys. Sin. 60 100501 (in Chinese) [杨凌霄, 赵小梅, 高自友, 郑建风 2011 物理学报 60 100501]

    [12]

    Song W G, Xu X, Wang B H, Ni S J 2006 Physica A 363 492

    [13]

    Ma J, Song W G, Liao G X 2010 Chin. Phys. B 19 128901

    [14]

    Weng W G, Chen T, Yuan H Y, Fan W C 2006 Phys. Rev. E 74 036102

    [15]

    Zhou J W, Chen X L, Zhou J H, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2009 Acta Phys. Sin. 58 2281 (in Chinese) [周金旺, 陈秀丽, 周建槐, 谭惠利, 孔令江, 刘慕仁 2009 物理学报 58 2281]

    [16]

    Helbing D, Molnar P 1995 Phys. Rev. E 51 4282

    [17]

    Song W G, Yu Y F, Fan W C, Zhang H P 2005 Sci. China Ser. E 35 725 (in Chinese) [宋卫国, 于彦飞, 范维澄, 张和平 2005 中国科学E辑 35 725]

    [18]

    Hao Q Y, Hu M B, Cheng X Q, Song W G, Jiang R, Wu Q S 2010 Phys. Rev. E 82 026113

    [19]

    Huang H J, Guo R Y 2008 Phys. Rev. E 78 021131

    [20]

    Kirchner A, Schadschneider A 2002 Physica A 312 260

    [21]

    Helbing D, Buzna L, Johansson A, Werner T 2005 Transport. Sci. 39 1

  • [1] 陶亦舟, 韦艳芳, 高庆飞, 董力耘. 基于精细微观交通流模型的信号交叉口人-车相互干扰研究. 物理学报, 2019, 68(24): 240505. doi: 10.7498/aps.68.20191306
    [2] 张稷, 韦艳芳, 董力耘. 通道中行人-机动车相互作用机理的建模和模拟. 物理学报, 2018, 67(24): 240503. doi: 10.7498/aps.67.20181499
    [3] 华雪东, 王炜, 王昊. 考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型. 物理学报, 2016, 65(8): 084503. doi: 10.7498/aps.65.084503
    [4] 李明华, 袁振洲, 许琰, 田钧方. 基于改进格子气模型的对向行人流分层现象的随机性研究. 物理学报, 2015, 64(1): 018903. doi: 10.7498/aps.64.018903
    [5] 张柠溪, 祝会兵, 林亨, 黄梦圆. 考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2015, 64(2): 024501. doi: 10.7498/aps.64.024501
    [6] 陈静, 庞明宝, 杨敏. 中小学门口道路上学期间的一个元胞自动机模型. 物理学报, 2014, 63(9): 094502. doi: 10.7498/aps.63.094502
    [7] 郑晖, 张崇宏, 孙博, 杨义涛, 白彬, 宋银, 赖新春. 小体积比两相分离早期过程的三维格子气模型研究. 物理学报, 2013, 62(15): 156401. doi: 10.7498/aps.62.156401
    [8] 张晶晶, 庞明宝, 任沙沙. 基于元胞自动机模型的高速公路可变速度限制交通流特性分析. 物理学报, 2012, 61(24): 244503. doi: 10.7498/aps.61.244503
    [9] 丁建勋, 黄海军. 考虑停靠站影响的公交运输系统模型. 物理学报, 2010, 59(5): 3093-3098. doi: 10.7498/aps.59.3093
    [10] 白克钊, 邝华, 刘慕仁, 孔令江. 开放边界条件下平面环行交叉路口交通流的相图研究. 物理学报, 2010, 59(9): 5990-5995. doi: 10.7498/aps.59.5990
    [11] 贾宁, 马寿峰. 最优速度模型与元胞自动机模型的比较研究. 物理学报, 2010, 59(2): 832-841. doi: 10.7498/aps.59.832
    [12] 白克钊, 陈瑞熊, 刘慕仁, 孔令江, 郑容森. 平面环行交叉路口交通流的研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4500-4505. doi: 10.7498/aps.58.4500
    [13] 丁建勋, 黄海军, 唐铁桥. 一种考虑速度随机慢化概率动态演化的交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2009, 58(11): 7591-7595. doi: 10.7498/aps.58.7591
    [14] 雷 丽, 董力耘, 葛红霞. 基于元胞自动机模型的上匝道合流处交替通行控制的研究. 物理学报, 2007, 56(12): 6874-6880. doi: 10.7498/aps.56.6874
    [15] 肖世发, 刘慕仁, 孔令江. 高速桥梁瓶颈模型属性的研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3328-3335. doi: 10.7498/aps.55.3328
    [16] 雷 丽, 董力耘, 宋 涛, 戴世强. 基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1711-1717. doi: 10.7498/aps.55.1711
    [17] 葛红霞, 祝会兵, 戴世强. 智能交通系统的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(10): 4621-4626. doi: 10.7498/aps.54.4621
    [18] 彭 麟, 谭惠丽, 吴大艳, 刘慕仁, 孔令江. 交通灯控制下城市主干道双车道多速元胞自动机交通流模型研究. 物理学报, 2004, 53(9): 2899-2904. doi: 10.7498/aps.53.2899
    [19] 雷 丽, 薛 郁, 戴世强. 交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型. 物理学报, 2003, 52(9): 2121-2126. doi: 10.7498/aps.52.2121
    [20] 汪秉宏, 王 雷, 许伯铭, 胡斑比. 高速车随机延迟逐步加速交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2000, 49(10): 1926-1932. doi: 10.7498/aps.49.1926
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-30
  • 修回日期:  2011-12-07
  • 刊出日期:  2012-07-05

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