開放式環(huán)境下的行人流特性分析及其引導(dǎo)策略研究.pdf

1、近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)快速發(fā)展，城市居民的文化娛樂生活隨之日益豐富，越來越多的居民走出家門，參加各種類型的文化娛樂活動，在各種公共場所都出現(xiàn)了行人越來越密集的趨勢。而在這些場所中，步行是最主要的交通方式。高度密集的人群，不僅僅會對各類基礎(chǔ)設(shè)施造成一定的壓力，更重要的是對行人的安全問題存在很大的隱患?；A(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)、交通指示標(biāo)志設(shè)置和交通規(guī)則的不合理等可能給行人帶來安全隱患的外界因素，主要?dú)w咎于對行人自身的行走特性、行人流的演化規(guī)

2、律等缺乏深入的認(rèn)識和理解，從而使得設(shè)施的利用率不高。最終導(dǎo)致行人不愿意遵從這些交通規(guī)則，引發(fā)各種行人傷亡事故。因此需要在微觀層面上對行人流的演化機(jī)理有較清楚的認(rèn)識，才能以更科學(xué)的理論指導(dǎo)規(guī)范行人行為，制定更為合理有效和人性化的交通法規(guī)，從而行之有效地解決日益嚴(yán)重的行人交通安全問題。本文的主要研究工作如下：
　　 1、推廣了Baek等人最近提出的一個(gè)雙向行人流模型，提出了兩種改進(jìn)策略：一是當(dāng)交通規(guī)則違反者由于前面行人的阻擋而無法前

3、進(jìn)時(shí)，會考慮左右兩側(cè)的行人數(shù)量，并選擇相對人少的一側(cè)行走；二是當(dāng)行人由于其他行人或通道邊界的影響無法前進(jìn)和左右移動時(shí)，交通規(guī)則遵守者會選擇停留一個(gè)時(shí)間步再后退，違反者會在此種情況發(fā)生時(shí)立刻選擇后退。并從行人平均速度-密度關(guān)系、行人空間分布密度和位置分布等方面進(jìn)行了數(shù)值分析。研究發(fā)現(xiàn)，引入的兩個(gè)新策略不僅可以提高行人流的臨界密度，而且可以提高道路系統(tǒng)（尤其是道路中央?yún)^(qū)域）利用率，減輕擁堵狀況，有效避免嚴(yán)重堵塞的發(fā)生。最后，基于改進(jìn)后的策略

4、，我們分析了固定道路長度的情況下，不同的道路寬度對整個(gè)行人流系統(tǒng)的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)，不同的道路寬度對整個(gè)道路系統(tǒng)的行人流臨界密度、行人擁擠程度和道路利用率等均存在一定的影響。
　　 2、Takimoto等人在2002年首次提出了在道路中間引入一條分割線的研究思想，研究發(fā)現(xiàn)，引入分割線對于道路系統(tǒng)的整體流量等有一定的改進(jìn)作用。然而其假設(shè)行人均為單一類型，實(shí)際中總是存在交通遵守者和違反者。所以，我們將其分割線的思想引入到Baek等

5、人最近提出的雙向行人流模型，同時(shí)考慮交通規(guī)則遵守者和違反者處于分割線區(qū)域外側(cè)時(shí)的兩種行走策略，并進(jìn)行數(shù)值分析。研究發(fā)現(xiàn)，引入分割線有利于道路系統(tǒng)中行人流臨界密度的提高；可以有效減輕遵守者在道路兩側(cè)邊界的聚集程度，使遵守者的分布更加均勻；可以基本完成對向行走的違反者的相互分離，減少對向行人的相互干擾；可以提高道路系統(tǒng)的整體利用率。最后研究了不同的行人比例和道路寬度對行人流特性的影響。
　　 3、前面的分析研究都是基于兩側(cè)開放式環(huán)境

6、（例如通道、道路等）的雙向行人流進(jìn)行的，對于四側(cè)均開放的場景并沒有考慮。為此，我們應(yīng)用前面的思想，在四側(cè)開放環(huán)境（例如廣場）中建立四向行人流模型。在此基礎(chǔ)上，我們主要分析了交通規(guī)則保持者在系統(tǒng)中所占的比例、廣場尺寸大小和幾何比例對行人流特性的影響和由此發(fā)生的一些宏觀現(xiàn)象。模擬結(jié)果表明，在廣場中加入引導(dǎo)標(biāo)志后，行人的行走過程一直相對比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)明顯的行人局部堵塞情況；存在一定比例的交通規(guī)則保持者有利于廣場系統(tǒng)中行人流臨界密度和廣場利