| 【中文题名】 | 大型公共建筑环境中人群拥挤机理及群集行为特性的研究 |
| 【英文题名】 | Research of Pedestrian Crowding Mechanism and Behavior in Large-scale Public Buildings |
| 【学科专业】 | 安全技术及工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-18 |
| 【中关键词】 | 人群拥挤,行为特性,社会力模型,建筑设施布局,疏散仿真, |
| 【英关键词】 | Pedestrian Crowding,Walking Behavior,Social force model,Building Facility Layout,Evacuation Simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑理论>建筑科学基础理论>建筑环境理论> |
| 【论文摘要】 |
大型公共建筑环境中人群聚集通常是事故发生的隐患，人群群集拥挤度越高，事故风险也就越大，而且造成的人员伤亡和损失也更为严重。本论文的研究目的是在拥挤安全事故频发的背景下，建立一种基于个体行为特征的人员运动模型，研究公共建筑环境中的人群拥挤机理及群集行为特性，为建筑设施的合理设计和布局提供依据，并进行建筑物的安全性评估。
首先，本文完成地铁车站中行人在平直通道中运动状态的观测和分析工作，拟合出行人在平直通道中运动速度和人员密度的数量关系，将实验结果作为行人仿真系统的输入和仿真模型的验证。
其次，以社会力模型为基础建立行人运动仿真模型，在该模型中加入一些新的规则，比如行人运动的各向异性，动态阻塞区域的设置等，能更为真实地模拟人群的运动；另外一个方面对算法进行优化，比如设置障碍物作用力的静态网格等，大大提高了运算效率。通过与实际的观测数据进行比较分析，证明该改进模型能较精确的模拟行人运动。
最后，本文针对一些虚拟的场景，利用构建的SimCrowd人群拥挤仿真分析系统进行人群运动仿真实验，研究了单向行人流中通道的瓶颈大小与通行能力的关系，单向行人流中不同速度的人群对于速度流量的影响，以... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
6-7 |
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ABSTRACT |
7-11 |
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1 绪论 |
11-17 |
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1.1 研究背景 |
11-14 |
|
1.2 论文研究目标 |
14 |
|
1.3 论文研究任务 |
14-15 |
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1.4 论文结构 |
15-17 |
|
2 人群拥挤机理研究现状及现有仿真模型 |
17-34 |
|
2.1 人群行为特性 |
19-25 |
|
2.1.1 实验数据 |
19-23 |
|
2.1.2 人群行为特性的理论研究 |
23-25 |
|
2.2 人群运动仿真模型 |
25-32 |
|
2.2.1 磁力模型 |
26-27 |
|
2.2.2 排队论模型 |
27-28 |
|
2.2.3 气体格子模型 |
28-29 |
|
2.2.4 元胞自动机模型 |
29-30 |
|
2.2.5 社会力模型 |
30-31 |
|
2.2.6 模型比较 |
31-32 |
|
2.3 本章小结 |
32-34 |
|
3 人群群集行为特性的观测与分析 |
34-42 |
|
3.1 现有行人行为数据采集方法 |
34-36 |
|
3.1.1 人工观测方法 |
34 |
|
3.1.2 GPS采集方法 |
34 |
|
3.1.3 红外线采集方法 |
34-35 |
|
3.1.4 视频采集方法 |
35 |
|
3.1.5 数据采集方法比较 |
35-36 |
|
3.2 地铁环境下行人运动状态的观测 |
36-41 |
|
3.2.1 实验目的 |
36 |
|
3.2.2 实验观测地点和数据采集方法 |
36-37 |
|
3.2.3 实验步骤 |
37-39 |
|
3.2.4 实验结果及分析 |
39-41 |
|
3.3 本章小结 |
41-42 |
|
4 人群拥挤仿真模型的建立 |
42-53 |
|
4.1 仿真数学模型 |
42-47 |
|
4.1.1 模型基本原理 |
42-44 |
|
4.1.2 行人模型 |
44-46 |
|
4.1.3 模型中行人期望运动速度的确定 |
46-47 |
|
4.2 算法的改进 |
47-50 |
|
4.2.1 行人运动的各向异性 |
47-48 |
|
4.2.2 边界对人的作用力模型 |
48-49 |
|
4.2.3 动态阻塞区域 |
49-50 |
|
4.3 算法的优化 |
50-52 |
|
4.3.1 障碍物作用力的静态网格处理 |
50-51 |
|
4.3.2 基于局部性原理的行人间作用力计算 |
51-52 |
|
4.4 本章小结 |
52-53 |
|
5 实验仿真系统SimCrowd的实现与验证 |
53-65 |
|
5.1 SimCrowd的软硬件开发平台 |
53 |
|
5.2 SimCrowd的软件实现 |
53-61 |
|
5.2.1 系统中行人对象的构建 |
53-56 |
|
5.2.2 系统的功能模块设计 |
56-57 |
|
5.2.3 系统的程序设计及实现 |
57-60 |
|
5.2.4 系统界面及操作 |
60-61 |
|
5.3 模型验证 |
61-64 |
|
5.4 本章小结 |
64-65 |
|
6 实验仿真系统SimCrowd的案例应用 |
65-84 |
|
6.1 实例一:瓶颈处的人员拥挤行为仿真与分析 |
65-70 |
|
6.1.1 仿真过程 |
65-66 |
|
6.1.2 仿真分析方法 |
66-67 |
|
6.1.3 仿真分析结果 |
67-70 |
|
6.2 实例二:单向人流的行人仿真分析 |
70-73 |
|
6.2.1 仿真过程 |
70-71 |
|
6.2.2 仿真分析 |
71-73 |
|
6.3 实例三:双向行人流的行为仿真与分析 |
73-75 |
|
6.3.1 仿真过程 |
73-74 |
|
6.3.2 仿真分析 |
74-75 |
|
6.4 实例四:地铁车站的拥挤疏散仿真分析 |
75-83 |
|
6.5 本章小结 |
83-84 |
|
7 结论 |
84-86 |
|
7.1 工作总结 |
84 |
|
7.2 研究展望 |
84-86 |
|
参考文献 |
86-90 |
|
作者简历 |
90-92 |
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学位论文数据集 |
92 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.117439 |
