步行通道内行人流拉链现象的生成机理与仿真研究*
2021-03-26武鑫森岳昊刘秋梅张旭邵春福
物理学报 2021年6期
武鑫森 岳昊† 刘秋梅 张旭 邵春福
1) (北京交通大学, 综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室, 北京 100044)
2) (河南工业大学土木建筑学院, 郑州 450001)
1 引 言
随着社会经济发展, 公共空间的人群集散问题越来越受到人们关注, 对行人动力学的研究也日益增多.揭示行人动力学的运动特征和相关规律, 对合理指导步行设施设计[1], 科学制定人群组织和疏散策略[2], 有效诱导设施内行人流移动, 避免和缓解行人流拥堵等具有重要意义.基于行人微观行为的仿真研究, 可以定性定量地分析行人流特性[3],再现人群宏观现象, 避免紧急情况下潜在的安全问题, 以及节约人力成本、增加效率[4].
近年来, 基于微观行为的行人流仿真模型主要包括: 离散仿真模型和连续仿真模型.离散仿真模型, 即仿真时间和空间离散, 如元胞自动机模型[5-7]、领域模型[8]、格子气模型[9]、动态参数模型[10]等;连续仿真模型, 即仿真时间离散, 而仿真空间连续,如社会力模型[11-23]、离心力模型[24,25]等.从仿真方法的角度, 可以分为基于力和基于启发式方法的仿真模型[26-29].研究对象主要包括步行通道或疏散空间等步行设施内, 单向或双向行人通过流[12]、疏散流[13].疏散场景包括: 行人视线受影响[11], 多安全出口[14]或存在空间障碍物[15]等.仿真研究再现了许多行人流自组织现象, 例如: 自动渠化[11,12]、通道形成[11,12]、成拱[11,12]、快即是慢[7]、避让三角区[16]、拉链效应[30,31]等.
在基于力仿真模型方面, 经典模型是社会力仿真模型, 提出假想……
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