發(fā)布時間：2017-12-15 10:22

  本文關(guān)鍵詞：考慮人員行為特征的行人與疏散動力學(xué)研究

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【摘要】：人員疏散是公共安全領(lǐng)域的一個重要研究方向,是緊急情況下保證人員生命安全最重要的措施之一。行人與疏散動力學(xué)研究有利于高效、安全以及舒適的行人交通設(shè)施設(shè)計(如在地鐵站、體育場館、機場等)和大規(guī)模人群管理。隨著近年來突發(fā)事件的不斷增加,行人與疏散動力學(xué)研究吸引了許多學(xué)者的關(guān)注,人們已經(jīng)利用大量的模型和實驗來探究人群行為以及疏散動力學(xué)規(guī)律。事實上,人員運動行為與其心理行為緊密相關(guān),行人的決策往往會受到其周圍環(huán)境的影響,而這些方面在目前的研究中并沒有得到很好地分析,尤其在基于元胞自動機的運動模型中。本文首先通過建模方式研究了行人心理行為對其運動的影響。由于在一些緊急情況下,人員的行為決策會受到情緒的影響,人群情緒感染可能引起統(tǒng)一的適應(yīng)性或非適應(yīng)性行為,因此,本文試圖把傳染病動力學(xué)SIR(易感染者—感染者—恢復(fù)者)倉室模型改進(jìn)成元胞自動機模型用于模擬人群中的情緒感染過程(易感染者—感染者—恢復(fù)者—易感染者),并結(jié)合簡單行人運動過程。建立的模型命名為"CA-SIRS模型"。模擬結(jié)果表明,情緒傳播過程會出現(xiàn)多個感染周期,并最終趨于動態(tài)穩(wěn)定;在給定系統(tǒng)中,初始感染者比例對系統(tǒng)最終動態(tài)穩(wěn)定時的感染者比例影響不大;感染頻率隨著人群平均密度的增加而增大;個體運動會促進(jìn)情緒傳播并增加最終動態(tài)穩(wěn)定時的感染者比例;降低感染周期以及再次被感染的概率會顯著減少感染者人數(shù)。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn),本文進(jìn)一步將人群情緒感染過程與多格子模型結(jié)合用于研究相向行人流動力學(xué),并與恐慌引起的人群踩踏事故案例進(jìn)行對比分析。從有無涉及情緒傳播過程時的人群平均速度隨時間的變化情況中,我們可以發(fā)現(xiàn),雖然情緒感染會增加人員的期望速度,但是容易引起系統(tǒng)擁堵狀態(tài),這是因為雙向行人之間的沖突增加。根據(jù)速度—密度關(guān)系,本文利用人群密度和雙向行人分別所占的比例討論了系統(tǒng)的三種人員運動狀態(tài),即分層相、過渡相和堵塞相,這為安全組織群體活動提供了實際參考。為了深入了解關(guān)于擁擠踩踏引起的人群災(zāi)難事故,例如2010年柬埔寨踩踏事故,我們分析了系統(tǒng)中的人員受力分布以及最大承受力的累積分布,這些結(jié)果為人們從受力角度估計人員傷亡數(shù)量提供了一定的指導(dǎo)。接著,本文采用實驗與建模的方法研究了建筑中人員周圍環(huán)境(如疏散指示、周圍的其他人員或者障礙物)對其疏散過程的影響。實驗在建筑物內(nèi)開展,涉及兩個場景下的個體和群體運動情況,總共有119人參與了 4種運動條件下的9組實驗。實驗過程采用固定攝像機和小型頭戴式運動攝像儀記錄。根據(jù)每組實驗后的問卷調(diào)查以及視頻分析,我們討論了人員出口選擇情況、尋路行為、疏散指示的影響以及決策時間。結(jié)果表明,大部分人雖然對建筑布局不熟悉,但是仍然選擇最近出口;人員運動過程中,跟隨現(xiàn)象嚴(yán)重;在場景1中,個體情況下的平均疏散指示察覺概率和平均人員接受疏散指示概率均大于群體條件下的;不同條件下,很少人注意處于低處的疏散指示。另外,本文也對比了在不同決策點處對建筑布局熟悉者和不熟悉者之間的平均決策時間差異。根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn),本文提出了基于模糊理論的元胞自動機疏散模型,建立了能夠描述人們從周圍環(huán)境獲取的不確定、主觀信息的模糊推理系統(tǒng)。模糊推理系統(tǒng)類似人員推理過程,其輸入變量是人員的感知信息以及不同的個體特征,輸出變量為人員選擇某個運動方向的可能性大小。模型模擬了兩個場景下(即內(nèi)部有無障礙物單出口房間)的人員疏散過程,再現(xiàn)了真實疏散場景中的一些典型現(xiàn)象,例如出口處人群弓形分布、擁堵、"快即是慢效應(yīng)"等,與其他模型和實驗得出的結(jié)果一致。該模型豐富和改善了傳統(tǒng)基于元胞自動機的疏散模型的運動規(guī)則�；谀：评砑夹g(shù),本文進(jìn)一步研究了信息傳遞作用下的人群疏散動力學(xué)。我們設(shè)計了用于描述人員屬性以及信息接收量的隸屬度函數(shù)和推理規(guī)則庫,建立了模糊推理系統(tǒng)以確定人員的行為決策,即運動速度大小和方向。模擬場景為四方向行人流,模擬結(jié)果顯示信息傳遞作用并非在所有情況下都能使人員疏散順利完成,而是與系統(tǒng)中的行人決策有關(guān),尤其在高密度條件下。低密度下增加行人的自驅(qū)動作用大小,或者高密度下增加選擇第三種運動方式(即期望運動方向朝距離危險源最遠(yuǎn)的格點)的行人比例有利于人員疏散。與前人研究相比,本文的工作更深入認(rèn)識了人群中危險信息傳遞對人員疏散動力學(xué)的影響。最后,我們對本文內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié),并介紹了本文的創(chuàng)新點以及工作展望。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X91;U491.226

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;福州:"行人交通意識"調(diào)查[J];安全與健康;2004年20期

2 饒澤強;馮林榕;;重管嚴(yán)罰 為創(chuàng)建文明城市清理交通頑疾[J];安全與健康;2008年06期

3 王天青;;關(guān)于提高行人過街安全性的研究[J];規(guī)劃師;2006年10期

4 顧應(yīng)欣;;機動車不避讓行人交通違法自動檢測系統(tǒng)研究[J];中國公共安全;2013年23期

5 苑紅偉;肖貴平;;基于交通心理的行人不安全行為研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2008年01期

6 謝州凱;王秋成;劉衛(wèi)國;寧曉斌;;汽車-行人碰撞多體動力學(xué)仿真與拋距模型研究[J];輕工機械;2012年04期

7 錢宇彬;劉浩學(xué);;二次過街路口行人違反交通法規(guī)規(guī)律的研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2006年06期

8 宋傳平;閆彬皖;;汽車和行人碰撞事故的預(yù)防措施[J];汽車與安全;2009年03期

9 陳海濤;楊鵬;于潤滄;;一種考慮斜向運動參量的行人疏散模型研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2014年03期

10 龔曉嵐;魏中華;;行人動力學(xué)的研究進(jìn)展[J];人類工效學(xué);2008年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 鮑涵;;行人與機動車交通系統(tǒng)優(yōu)化研究[A];轉(zhuǎn)型與重構(gòu)——2011中國城市規(guī)劃年會論文集[C];2011年

2 張滋容;黃如妙;施學(xué)榮;陳文粹;周欣怡;;臺北市“禮讓行人”之推動工作與展望[A];構(gòu)建生態(tài)人文交通 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)跨越發(fā)展——第十九屆海峽兩岸都市交通學(xué)術(shù)研討會論文選編[C];2011年

3 景超;王殿海;梁瀟;;路段人行橫道行人過街行為心理分析[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運輸工程學(xué)科）論文集（上冊）[C];2005年

4 鄭為中;彭征;鐘淑琴;;構(gòu)建以人為本的城市空間導(dǎo)向信息服務(wù)系統(tǒng)——廣州市行人指示標(biāo)識系統(tǒng)解析[A];第九次全國城市道路與交通工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 高鵬;王田田;周志永;萬浩;;青島市世界園藝博覽會行人交通三維仿真與結(jié)果評估[A];城市時代，，協(xié)同規(guī)劃——2013中國城市規(guī)劃年會論文集（01-城市道路與交通規(guī)劃）[C];2013年

6 陳茜;謝鑫鑫;;大型活動行人消散仿真模擬[A];2007第三屆中國智能交通年會論文集[C];2007年

7 王中岳;王嘯君;;軌道車站及地下空間行人仿真模型行為參數(shù)標(biāo)定[A];面向低碳經(jīng)濟(jì)的隧道及地下工程技術(shù)——中國土木工程學(xué)會隧道及地下工程分會隧道及地下空間運營安全與節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會第一屆學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

8 徐紹偉;姜英華;張國堂;周士琪;;行人與機動車乘員交通損傷及傷殘的比較研究[A];中國法醫(yī)學(xué)最新科研與實踐（一）——全國第六次法醫(yī)學(xué)術(shù)交流會論文精選[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 和潤灃;行人交通違法治理還需多管齊下[N];蘭州日報;2012年

2 袁云才;行人闖紅燈挨罰警醒交通陋習(xí)[N];長沙晚報;2012年

3 楊濤;行人“生病”,單位吃藥？[N];中國經(jīng)濟(jì)時報;2007年

4 何雪華　李佳亮;廣州：行人違法通報單位[N];人民公安報·交通安全周刊;2007年

5 滕朝陽;由違法行人的血得到的教訓(xùn)[N];人民公安報·交通安全周刊;2007年

6 楊濤;行人“犯病”讓單位“吃藥”有效嗎[N];中國消費者報;2007年

7 張仕洪;荊門專項整治行人交通違法[N];湖北日報;2008年

8 陳志剛　吳存慶;蘭州集中整治行人交通違法[N];人民公安報·交通安全周刊;2008年

9 朱忠保;行人違章與環(huán)保缺位[N];中國保險報;2010年

10 楊濤;株連式治理有悖法治精神[N];法制日報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田歡歡;行人流和疏散動力學(xué)的宏微觀建模和模擬研究[D];上海大學(xué);2015年

2 劉曉棟;行人相向流和進(jìn)入流的實驗與模型研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 吳昊靈;考慮異質(zhì)性的城市軌道交通車站交通設(shè)施行人流仿真研究[D];北京交通大學(xué);2016年

4 李明華;不同場景中行人疏散微觀仿真建模及疏散誘導(dǎo)優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2016年

5 李之紅;基于差異化個體特性的密集客流疏散行為分析與建模[D];北京交通大學(xué);2017年

6 傅麗碧;考慮人員行為特征的行人與疏散動力學(xué)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

7 郭寧;行人交通特征的實驗和模型研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

8 趙瑩瑩;基于全時空信息的行人過街運行機理研究[D];吉林大學(xué);2017年

9 曹淑超;視野受限條件下的行人運動實驗與模型研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

10 孫立光;步行設(shè)施內(nèi)的行人行為微觀仿真模型研究[D];清華大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 欒慶熊;行人同伴群交通行為建模與仿真分析[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 劉勁宏;交叉口行人過街通行能力與過街設(shè)施選取研究[D];長安大學(xué);2015年

3 李曉旭;汽車與行人碰撞事故分析方法研究[D];長安大學(xué);2015年

4 范簫翔;M1類車輛致行人下肢損傷的生物力學(xué)機制研究[D];重慶理工大學(xué);2015年

5 劉澤高;多出口室內(nèi)行人疏散模型及其應(yīng)用的研究[D];廣西大學(xué);2015年

6 高彥超;路段平面過街設(shè)施合理設(shè)置研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

7 龐雅靜;信號控制交叉口行人過街安全評價技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

8 劉麗娟;城市道路路段行人過街行為研究[D];長沙理工大學(xué);2014年

9 蔡曉斐;重慶主城區(qū)行人過街交通特性研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

10 張勤;考慮行人因素的交叉口信號最優(yōu)控制研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

本文編號：1291637