基于改进社会力模型的行人流微观仿真研究
2021-09-08万远胡同贺彪杨彪
智能建筑与智慧城市 2021年8期
万远,胡同,贺彪,杨彪
(1.湖北师范大学城市与环境学院;2.自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室;3.深圳大学智慧城市研究院)
1 引言
近年来,人群安全问题备受关注,特别是在封闭的室内公共场所如何使人群安全、高效的疏散是重点问题,因此对行人流的研究成为当前研究的关键[1-3]。
从研究尺度看,行人流理论的研究分为宏观模型、中观模型和微观模型。微观行人流是研究重点,研究者关注行人个体行为和运动变化规律,提出一系列行人流微观仿真模型[4-8]:社会力模型[5-6]、元胞自动机模型[7]。行人自组织现象研究较典型的有瓶颈处的震荡现象、成带现象[8-9]。
2 构建黄石市市民之家疏散网络
黄石市民之家建筑数据在人流密集区设置节点,三层楼共22个节点。节点1为主出口。其中V(G)为各节点集合,E(G)为应急疏散网络各个边缘的集合。每个边缘(tij,cij)表示两个节点之间所有可用的疏散路径,市民之家行人疏散网络可定义示为G=[V(G),E(G)](见图1)。

图1 市民之家行人疏散网络
3 人群疏散模型微观分析
在疏散网络的基础上,对疏散过程中行人对周边环境做出的反馈进行微观分析。基于牛顿力学公式和行人逃生运动状态提出社会力模型。该模型将行人个体视为粒子,在逃生活动中,个体之间及个体与环境之间的非线性相互作用共同制约个体的行为活动。主要受行人自身驱动力f′A(t)、行人与障碍物之间的作用力fAW、行人与行人之间的作用力fAB、的影响。三者共同驱动行人连续运动;……
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