初始位置布局不平衡的疏散行人流仿真研究

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doi:10.7498/aps.61.130509

摘要

行人初始位置布局不平衡的多安全出口疏散过程, 是行人疏散流仿真研究的热点. 利用行人流动态参数仿真模型, 在实际距离和假想距离极大极小路径选择机理的基础上, 改进假想距离的计算方法及其拥堵计算区域, 实现疏散过程的动态平衡; 提出行人位置布局的不平衡系数, 以描述疏散空间内行人初始位置布局的不平衡性. 从行人初始位置随机和固定布局的角度, 仿真研究正常疏散环境下行人布局的不平衡性对疏散时间的影响, 并将仿真结果与原始模型做对比分析. 研究表明, 模型能有效地实现行人流疏散过程的动态平衡, 行人疏散时间受行人位置或安全出口布局的影响较小, 而与安全出口总宽度、行人的初始数量以及拥堵感知系数有关.

关键词:

Abstract

Simulation of pedestrian evacuation from a room with multi-exit and asymmetrical pedestrian layout is presented based on an improved dynamic parameter model in this paper. The computation and the count-area of imaginary distance are improved based on the Max-Min evacuation path selection of actual and imaginary distance in order to reduce evacuation imbalance caused by the asymmetry of pedestrian layout. An imbalance coefficient is introduced to describe the asymmetry of pedestrian layout. The effects of pedestrian layout asymmetry on the evacuation time are analyzed respectively from fixed and unfixed pedestrian initialization site. The simulation results of the improved and original models are compared and analyzed, and the improved model can effectively reduce evacuation imbalance. Simulation results show that under normal evacuation condition with considerring reasonable pedestrian and jam around exits, evacuation time is hardly affected by pedestrian and exit layout and depends mainly on cognition coefficient, total width of exits and pedestrian initialization amount.

Keywords:

作者及机构信息

null¹,

1.
北京交通大学, 城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室, 北京 100044;

2.
军事交通学院, 汽车指挥系, 天津 300161

基金项目: 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2012CB725400)、国家自然科学基金资助项目(批准号: 11172035)、中国博士后科学基金资助项目(批准号: 20090460184, 201003036) 和中央高校基本科研业务费(批准号: 2011JBM057)资助的课题.

Authors and contacts

1.
MOE Key Laboratory for Urban Transportation Complex Systems Theory and Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;

2.
Automobile Transport Command Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China

Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2012CB725400), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11172035), the China Postdoctoral Science Foundation (Grant Nos. 20090460184, 201003036) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of Ministry of Education of China (Grant No. 2011JBM057).

参考文献

[1]	Helbing D, Farkas I, Vicsek T 2000 Nature 407 487
[2]
[3]	YuWJ, Chen R, Dong L Y, Dai S Q 2005 Phys. Rev. E 72 026112
[4]
[5]	Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartzet J 2001 Physica A 295 507
[6]
[7]	Henein C M, White T 2007 Physica A 373 694
[8]
[9]	Huang H J, Guo R Y 2008 Phys. Rev. E 78 021131
[10]
[11]	Wen J, Tian H H, Xue Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3817 (in Chinese)[温坚，田欢欢，薛郁 2010 物理学报59 3817]
[12]	Yamamoto K, Kokubo S, Nishinari K 2007 Physica A 379 654
[13]
[14]	Ma J, Song W G, Liao G X 2010 Chin. Phys. B 19 128901
[15]
[16]
[17]	Yue H, Hao H R, Chen X M, Shao C F 2007 Physica A 384 567
[18]
[19]	Yue H, Shao C F, Chen X M, Hao H R 2008 Acta Phys. Sin. 57 6901 (in Chinese) [岳昊，邵春福，陈晓明，郝合瑞 2008 物理学报57 6901]
[20]
[21]	Yue H, Guan H G, Zhang J, Shao C 2010 Physica A 389 527
[22]
[23]	Yue H, Shao C F, Yao Z S 2009 Acta Phys. Sin. 58 4523 (in Chinese) [岳昊，邵春福，姚智胜 2009 物理学报58 4523]
[24]
[25]	Yue H, Shao C F, Guan H G, Duan L M 2010 Acta Phys. Sin. 59 4499 (in Chinese) [岳昊，邵春福，关宏志，段龙梅 2010 物理学报59 4499]
[26]
[27]	Yue H, Guan H G, Shao C F, Zhang X 2011 Physica A 390 198
[28]
[29]	Kuang H, Li X L, Wei Y F, Song T, Dai S Q 2010 Chin. Phys. B 19 070517
[30]
[31]	Zeng G X, Xue Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 014502 (in Chinese)[曾广汀，薛郁 2011 物理学报60 014502]
[32]
[33]	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]
[34]
[35]	Zhou JW, 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，谭惠丽，孔令江，刘慕仁 2009 物理学报58 2281]
[36]	Zhou J W, Kuang H, Liu M R, Kong L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 3001 (in Chinese) [周金旺，邝华，刘慕仁，孔令江 2009 物理学报58 3001]
[37]
[38]
[39]	Zhao D L, Yang L Z, Li J 2006 Physica A 363 501
[40]
[41]	Varas A, Cornejo M D, Mainemer D, Toledo B, Rogan J, Muoz V, Valdivia J A 2007 Physica A 382 631
[42]
[43]	Liu S, Yang L, Fang T, Li J 2009 Physica A 388 1921
[44]	Yuan W, Tan K 2007 Physica A 384 549
[45]

施引文献

[1]	Helbing D, Farkas I, Vicsek T 2000 Nature 407 487
[2]
[3]	YuWJ, Chen R, Dong L Y, Dai S Q 2005 Phys. Rev. E 72 026112
[4]
[5]	Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartzet J 2001 Physica A 295 507
[6]
[7]	Henein C M, White T 2007 Physica A 373 694
[8]
[9]	Huang H J, Guo R Y 2008 Phys. Rev. E 78 021131
[10]
[11]	Wen J, Tian H H, Xue Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3817 (in Chinese)[温坚，田欢欢，薛郁 2010 物理学报59 3817]
[12]	Yamamoto K, Kokubo S, Nishinari K 2007 Physica A 379 654
[13]
[14]	Ma J, Song W G, Liao G X 2010 Chin. Phys. B 19 128901
[15]
[16]
[17]	Yue H, Hao H R, Chen X M, Shao C F 2007 Physica A 384 567
[18]
[19]	Yue H, Shao C F, Chen X M, Hao H R 2008 Acta Phys. Sin. 57 6901 (in Chinese) [岳昊，邵春福，陈晓明，郝合瑞 2008 物理学报57 6901]
[20]
[21]	Yue H, Guan H G, Zhang J, Shao C 2010 Physica A 389 527
[22]
[23]	Yue H, Shao C F, Yao Z S 2009 Acta Phys. Sin. 58 4523 (in Chinese) [岳昊，邵春福，姚智胜 2009 物理学报58 4523]
[24]
[25]	Yue H, Shao C F, Guan H G, Duan L M 2010 Acta Phys. Sin. 59 4499 (in Chinese) [岳昊，邵春福，关宏志，段龙梅 2010 物理学报59 4499]
[26]
[27]	Yue H, Guan H G, Shao C F, Zhang X 2011 Physica A 390 198
[28]
[29]	Kuang H, Li X L, Wei Y F, Song T, Dai S Q 2010 Chin. Phys. B 19 070517
[30]
[31]	Zeng G X, Xue Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 014502 (in Chinese)[曾广汀，薛郁 2011 物理学报60 014502]
[32]
[33]	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]
[34]
[35]	Zhou JW, 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，谭惠丽，孔令江，刘慕仁 2009 物理学报58 2281]
[36]	Zhou J W, Kuang H, Liu M R, Kong L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 3001 (in Chinese) [周金旺，邝华，刘慕仁，孔令江 2009 物理学报58 3001]
[37]
[38]
[39]	Zhao D L, Yang L Z, Li J 2006 Physica A 363 501
[40]
[41]	Varas A, Cornejo M D, Mainemer D, Toledo B, Rogan J, Muoz V, Valdivia J A 2007 Physica A 382 631
[42]
[43]	Liu S, Yang L, Fang T, Li J 2009 Physica A 388 1921
[44]	Yuan W, Tan K 2007 Physica A 384 549
[45]

[1]	张琦, 渠静. 基于前摄效应的不耐烦行为建模与双向行人流动态. 物理学报, 2022, 71(7): 070502. doi: 10.7498/aps.71.20211537
[2]	杨灿, 陈群, 陈璐. 考虑在能见度受限下行人跟随行为特性的建模与模拟. 物理学报, 2019, 68(24): 240504. doi: 10.7498/aps.68.20190707
[3]	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
[4]	梁经韵, 张莉莉, 栾悉道, 郭金林, 老松杨, 谢毓湘. 多路段元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2017, 66(19): 194501. doi: 10.7498/aps.66.194501
[5]	董力耘, 陈立, 段晓茵. 基于教室人群疏散实验的行人流建模和模拟. 物理学报, 2015, 64(22): 220505. doi: 10.7498/aps.64.220505
[6]	张磊, 岳昊, 李梅, 王帅, 米雪玉. 拥堵疏散的行人拥挤力仿真研究. 物理学报, 2015, 64(6): 060505. doi: 10.7498/aps.64.060505
[7]	陈亮, 郭仁拥, 塔娜. 双出口房间内疏散行人流的仿真和实验研究. 物理学报, 2013, 62(5): 050506. doi: 10.7498/aps.62.050506
[8]	杨晓芳, 茅威, 付强. 基于动态地场和元胞自动机的自行车流建模. 物理学报, 2013, 62(24): 240511. doi: 10.7498/aps.62.240511
[9]	永贵, 黄海军, 许岩. 菱形网格的行人疏散元胞自动机模型. 物理学报, 2013, 62(1): 010506. doi: 10.7498/aps.62.010506
[10]	谢积鉴, 薛郁. 通过博弈的室内行人疏散动力学研究. 物理学报, 2012, 61(19): 194502. doi: 10.7498/aps.61.194502
[11]	孙泽, 贾斌, 李新刚. 基于元胞自动机的行人和机动车相互干扰机理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 100508. doi: 10.7498/aps.61.100508
[12]	任刚, 陆丽丽, 王炜. 基于元胞自动机和复杂网络理论的双向行人流建模. 物理学报, 2012, 61(14): 144501. doi: 10.7498/aps.61.144501
[13]	岳昊, 邵春福, 关宏志, 段龙梅. 基于元胞自动机的行人视线受影响的疏散流仿真研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4499-4507. doi: 10.7498/aps.59.4499
[14]	周金旺, 邝华, 刘慕仁, 孔令江. 成对行为对行人疏散动力学的影响研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3001-3007. doi: 10.7498/aps.58.3001
[15]	周金旺, 陈秀丽, 孔令江, 刘慕仁, 谭惠丽, 周建槐. 一种改进的多速双向行人流元胞自动机模型. 物理学报, 2009, 58(4): 2281-2285. doi: 10.7498/aps.58.2281
[16]	岳昊, 邵春福, 姚智胜. 基于元胞自动机的行人疏散流仿真研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4523-4530. doi: 10.7498/aps.58.4523
[17]	岳昊, 邵春福, 陈晓明, 郝合瑞. 基于元胞自动机的对向行人交通流仿真研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6901-6908. doi: 10.7498/aps.57.6901
[18]	吴可非, 孔令江, 刘慕仁. 双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型的研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6275-6280. doi: 10.7498/aps.55.6275
[19]	花伟, 林柏梁. 考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(6): 2595-2599. doi: 10.7498/aps.54.2595
[20]	牟勇飚, 钟诚文. 基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(12): 5597-5601. doi: 10.7498/aps.54.5597

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