考虑内部布局和出口宽度的教室人群疏散实验

研究了 3 种出口宽度和 4 种桌椅排列条件下教室内的人群疏散过程, 得到了疏散时间的空间分布. 对于双人课桌椅而言, 人们倾向于尽快进入最近的过道. 教室内桌椅的排列形式确定了上游的行人来流, 而出口宽度确定了出口的通行能力, 二者共同决定了教室内人群的疏散时间. 疏散时间并非随着过道数的增加而单调减少. 对于宽度固定的教室, 通常过道数越多, 越有利于疏散, 但过道宽度相应减小, 从两侧进入过道的人员冲突加剧, 又会影响疏散效率. 对于小出口情况, 由于在出口附近形成高密度阻塞区域, 使疏散时间明显增加, 可以通过控制上游的行人来流和减少行人之间的冲突来加快人群的疏散过程.     

双出口教室的人群疏散建模和模拟

采用动态背景场元胞自动机模型研究了双出口教室的人群疏散.该模型将静态的障碍物分为不可穿越和可穿越两种,行人被当作移动的障碍物,因此背景场随人群的运动而变化.行人通过比较两个出口在其当前所在位置产生的背景场值来选择目标出口.通过数值模拟研究了不同出口宽度和桌椅排列下双出口教室的人群疏散过程,得到了不同位置处的疏散时间分布以及平均和最大疏散时间的变化曲线.模拟结果表明,距离因素是学生选择出口的主要因素.疏散开始时,学生倾向于进入就近的过道.疏散过程中,少数中间的学生会由于目标出口的拥堵而选择另一出口.当学生到达目标出口附近时,通常不会再选择其他出口.模拟结果与日常经验一致.该模型可以用于具有复杂内部结构、多出口房间的人群疏散模拟.     

基于教室人群疏散实验的行人流建模和模拟

基于教室人群疏散实验, 从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征. 将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物, 而行人则被当成可移动的障碍物, 这将导致背景场随人群的运动而动态更新, 因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选择行为的影响. 采用基于动态背景场的元胞自动机模型研究了不同桌椅排列和出口宽度的教室人群疏散过程, 给出了疏散时间的空间分布以及平均和最大疏散时间, 再现了实验中人群疏散的基本特征. 数值模拟结果表明, 疏散时间取决于桌椅的排列方式和教室出口的宽度. 对于同一种排列, 出口越小则疏散时间越长; 对于给定的出口宽度, 通常随着过道数的增加, 疏散时间随之减少; 当过道数增加且过道宽度不足以两人并行, 从两侧进入过道的行人会发生冲突, 使疏散效率有所降低; 靠近出口一侧墙壁设置过道有利于人群的疏散. 文中进一步分析了模拟与实验结果存在差异的原因.     

Self-organized phenomena of pedestrian counter flow in a channel under periodic boundary conditions

In this paper we investigate self-organized phenomena such as lane formation generated by pedestrian counter flow in a channel.The lattice gas model is extended to take the effect of walkers in the opposite direction into account simultaneously when they are in the view field of a walker,i.e.,walkers tend to follow the leaders in the same direction and avoid conflicts with those walking towards them.The improved model is then used to mimic pedestrian counter flow in a channel under periodic boundary conditions.Numerical simulations show that lane formation is well reproduced,and this process is rather rapid which coincides with real pedestrian traffic.The average velocity and critical density are found to increase to some degree with the consideration of view field.