十字型出口人员疏散的堵塞研究

在开放边界条件下,采用无后退有偏随机走动者格子气模型对十字路口的行人疏散动力学进行了计算和模拟。结果显示,当纬向边界行人密度保持恒定时,经向和纬向通道行人堵塞现象的出现取决于不同的经向边界行人密度;当纬向通道宽度保持不变时,发生堵塞的临界边界行人密度取决于不同的经向通道宽度,纬向和经向的行人堵塞动力学演变具有不同的特征。模拟结果对于疏散通道的设计具有指导意义。     

基于最大速度扩展格子气模型的单向行人流研究

本文提出了一种基于并行更新方式下的最大速度扩展格子气模型。通过仿真模拟,当偏向前的移动趋势强度D<1时,最大速度v_(max)>1的流率大于v_(max)=1的流率,且最大流率对应的临界密度与实际情况吻合较好。随着v_(max)的增大,临界密度不断减小。对于参数D=1的特殊情形,行人流基本图呈现出和车辆交通流类似的典型的反λ形状。基本图中密度—流率曲线在临界密度处发生相变,流率发生突降,并且出现了行人流中"快即是慢"的现象。改进后的格子气模型可以更好地揭示行人流中某些现象和规律。     

十字出口宽度与人员阻塞的依赖关系及其模拟和分析

在开放边界条件下,采用无后退有偏随机走动者格子气模型对十字路口的人员疏散动力学进行了计算和模拟,结果表明,当经向和纬向边界人员密度同步增大时,纬向和经向通道上的人员疏散流将有阻塞相变产生. 对不同的经向和纬向通道宽度进行人员疏散模拟,可得到一系列反映阻塞相变的纬向和经向临界阻塞密度值. 尽管体现经向和纬向临界阻塞相变的曲线具有相近的特性,但通道宽度对两个方向堵塞相变的影响程度并不相同. 通过相应的变量代换,可以得到不同通道宽度情况下临界边界密度与比通道宽度之间的归一特性. 模拟结果对于疏散通道的设计具有指导意义.     

潜意识效应的人群应急疏散研究

从行为建模思想出发,在Tajima格子气模型基础上,考虑不同空间环境下行人的潜意识行为,建立了具有潜意识效应的人群应急疏散格子气模型,用以刻画行人疏散过程中的偏向选择及决策行为。数值模拟研究了大厅内人群疏散的动力学行为,并探讨了潜意识行为作用空间大小、潜意识行为偏向强度、出口宽度、系统大小及人员密度等因素对人群疏散效率的影响。结果表明:拓展的格子气模型能够真实地再现疏散过程中出现的"成拱"现象;潜意识行为能够有效地提高人群的疏散效率;饱和流量和疏散时间对出口宽度具有确定的标度关系。     

中心护栏对行人交通流的影响研究

【目的】研究不同博弈行为、中心分隔护栏的长度和位置布局对行人流动力学的影响。【方法】考虑行人运动过程中的心理变化,引入博弈和学习策略,用以刻画行人在面对位置冲突时所采取的决策行为,分别建立相应的单向和相向行人流格子气模型。【结果】在单向行人流中,中心护栏长度对行人流无影响;而在相向行人流中,中心护栏的长度和位置布局对行人运动效率具有明显的影响。【结论】在单向行人流的通道中设置中心护栏不会影响行人流的宏观特性,也不会提高行人的整体运动效率;而在相向行人流的通道中,设置中心护栏可以提高行人运动效率,且设置有空隙的两个中心护栏比设置无空隙的单一中心护栏更能提高行人的整体移动效率。     

二维行人交通模型中转向运动对阻塞相变的影响

采用二维元胞自动机模型研究周期边界条件下正方形网格上的行人交通现象. 与Muramatsu-Nagatani的行人模型不同,提出了两个模型采用并行更新规则. 在模型I中,研究不同系统尺寸下转向运动对于相变的影响;而在模型II中,研究不同比例的两类行人运动时的相变现象. 模拟结果显示:当行人密度超过临界密度后,就会发生动力学阻塞相变,而发生相变的临界密度显著提高. 由于行人转向运动,从自由运动相到阻塞相存在一个很宽的过渡区域,在该区域内系统可能演化到两种不同的终态.     

信号灯随机更新的城市交通网络模型

【目的】改进二维元胞自动机模型(BML模型),使其更好模拟实际城市交通网络。【方法】利用元胞自动机方法,建立信号灯随机更新的城市交通网络模型。【结果】数值模拟发现,信号灯的同步对城市交通网络的影响较大,且随机更新的引入使得网络系统的临界密度大幅度降低。【结论】同时调整信号灯的分布和信号变换周期能有效控制交通网络,解决由于信号灯随机更新所造成的系统临界密度变小的问题。     

基于非对称作用的二维优化速度改进模型

【目的】通过分析行人流非对称作用的二维优化速度改进模型的稳定性,探讨行人交通流拥堵的临界行为。【方法】在二维优化速度模型基础上,用非对称作用力函数形式代替原来的对称力函数,并考虑后方行人的作用强度,提出一个改进的二维优化速度模型。【结果】通过线性稳定性分析得出沿φ=0,π/6,π/3,π/2方向传播的横波模式和纵波模式的稳定性条件,以及改进后的模型相图。在扰动波沿x轴传播的情况下,行人流的稳定性与敏感性系数a、行人间的距离r以及后方行人的作用强度λ同时相关;在其它情况下,稳定性条件都只与行人间的距离r有关。改进的模型中沿着x轴方向传播的纵波模式的临界曲线沿着r轴向左移动,且临界曲线下方的区域变得更小;而沿着x轴方向传播的横波模式的临界曲线沿着r轴向右移动,且临界曲线下方的区域变大。【结论】后方行人的作用强度对行人交通拥堵有较大的影响。     

房间内人群疏散过程的元胞自动机研究

利用偏向随机行走格子气模型中方向选择概率的计算方法,以及元胞自动机模型中的碰撞规则,建立元胞自动机行人流模型,并对房间内的逃生行人流进行了模拟和研究.结果得出了出口宽度与逃生时间的标度关系:tc∝d-0.616±0.02.     

视距和潜意识行为对行人交通流的影响

在行人交通流格子气模型的基础上,考虑行人视距和潜意识行为提出了视距和潜意识行为作用的行人流格子气模型,并进行计算机数值模拟.结果表明,在行人交通中,潜意识和视距对行人交通的影响非常重要,尤其是视距对行人交通的影响更为明显.考虑行人视距的作用可以较大幅度的提高行人的平均速度,考虑潜意识的作用在一定程度上可以有效缓解堵塞的发生,同时考虑潜意识和行人视距的作用,不仅可以提高行人的平均速度,也可以有效的缓解堵塞现象.     

城市开放空间中宠物犬活动场地规划设计探讨

从宠物犬与人、宠物犬与城市空间的关系及发展现状出发,阐述城市中"遛狗难"的现象,引出在城市开放空间中设置宠物犬活动场地的重要意义.通过实地调研和问卷调查,总结宠物犬和主人的活动规律和需求,探讨适应于我国实际情况的宠物犬活动场地类型与合理布局.     

Cellular automata pedestrian movement model considering human behavior

The pedestrian movement is more complex than vehicular flow for the reason that people are more flexible and intelligent than car. Without the limit of 搇anes?pedestrian movement is loose and free. Furthermore, they are easily affected by other walkers as well as the environ-ment around. In this paper some special technique is intro-duced considering human behavior to make the rules more reasonable. By simulating the two-dimension pedestrian movement, the phase transition phenomena of pedestrian movement, including the up walkers moving from the bottom to the upper boundary and the right walkers moving from the left to the right boundary, are presented. Studying on the effect of the system size on the critical density shows that the critical density is independent of the system size in the scope studied in this paper.     

对次近邻单向耦合振子的同步研究

【目的】在Kuramoto局域耦合振子平均场模型基础上,探讨在非对称耦合作用下一维闭合环上次近邻Kuramoto相振子的同步动力学行为。【方法】在最近邻单向耦合振子的动力学模型的基础上,建立次近邻单向耦合振子的动力学模型来研究少数耦合极限环系统的行为;通过数值模拟,得出平均频率、系统序参量与耦合强度的关系;通过理论分析少体系统的动力学稳定性。【结果】通过比较文献,证明次近邻单向耦合振子对同步存在影响。当在少数耦合极限环系统下(N≤6),耦合强度大于一定阈值时,所有振子都被同步到平均频率上,序参量随耦合强度的增加而趋于1,而在振子较多(N6)时,在系统同步区域的序参量会出现多定态分支。【结论】一维闭合环上考虑次近邻耦合振子在非对称耦合作用下同步区域呈现多同步定态。非零稳态出现分支现象与耦合振子系统大小有关。     

双臂巡检机器人沿输电线路行走特性研究

传统双臂巡检机器人沿大跨度输电线路行走过程中存在行走轮受力不均、易脱线等问题.针对这些问题,分别建立了传统双臂巡检机器人和带柔索双臂巡检机器人行走轮受力模型,对比分析表明:与传统双臂巡检机器人相比,随着线路倾斜角度增大,带柔索双臂巡检机器人两臂行走轮受力较均匀,不会出现脱线现象.在相同质量参数和结构参数条件下,采用虚拟样机技术分析了2种类型机器人沿输电线路行走时行走轮受力情况,仿真结果表明,传统双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到28°时,出现单臂挂线现象;而带柔索双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到37°时,仍能保持稳定地双臂挂线.综合分析表明,带柔索双臂巡检机器人的结构设计在线路行走方面具有明显优势,对于倾斜角较大的大跨度输电线路具有更强的适应能力,行走稳定性更好.      

流水养殖条件下养殖密度对俄罗斯鲟幼鱼非特异性免疫的影响

【目的】为了给俄罗斯鲟鱼(Acipenser gueldenstaedti)养殖管理提供借鉴,研究流水养殖系统中不同养殖密度对俄罗斯鲟幼鱼非特异性免疫的影响。【方法】选取初始体重为(29.70±1.32)g的俄罗斯鲟幼鱼分置于2.5kg/m~3(SD1)、3.6kg/m~3(SD2)和4.7kg/m~3(SD3)3个养殖密度进行流水池塘(4.4m×4.4m×0.45 m)养殖,每个密度设3个重复,实验周期为90d。【结果】SD3组幼鱼超氧化物歧化酶(SOD)活性显著低于SD1组和SD2组(P0.05),表明较高的养殖密度打破机体抗氧化系统的平衡,抑制机体抗氧化功能的发挥。SD3组幼鱼丙二醛(MDA)含量显著高于SD1组、SD2组(P0.05),这是脂质过氧化反应增强,脂质过氧化产物增多的表现。随着养殖密度增加俄罗斯鲟幼鱼谷草转氨酶AST和谷丙转氨酶ALT活性逐渐升高,肝体指数降低。SD3组俄罗斯鲟幼鱼脾脏系数显著低于SD1、SD2组水平(P0.05),血液溶菌酶活性以及C3补体因子含量也显著降低。【结论】过分提高养殖密度,将会导致俄罗斯鲟幼鱼出现拥挤胁迫,使机体的自由基"稳态性动态平衡"遭受破坏,影响机体的正常生理状态,肝脏和脾脏均受损,免疫功能也受到一定程度的抑制,且随养殖密度增加抑制效应愈加严重。     

分区DBSCAN算法在激光雷达行人检测系统中的应用

摘要 行人检测过程中原始DBSCAN算法不能正确地对密度不均匀的激光点云聚类,产生错误的聚类结果导致行人检测系统出现误检和漏检。为解决这一问题,基于激光雷达的行人检测系统在原始密度聚类算法DBSCAN的基础上提出了分区DBSCAN算法。该算法将密度不均匀的点云数据划分为若干个密度相对均匀的分区,从而能实现对行人的快速准确检测。实验结果表明原始DBSCAN算法行人检测率为62.47%,使用分区DBSCAN算法的激光雷达行人检测系统行人检测率达到82.21%,相对于原始DBSCAN算法检测精度提高了19.74%;而且在时间消耗上也比原始DBSCAN算法降低了16.22%。     

中国大都市行人交通特征的实测和初步分析

行人交通是城市交通研究的重要研究对象．观测表明,大中城市的行人交通呈现复杂多变的性态．最近,作者经缜密策划,组织了两组行人交通实测,获得了各类实测数据,包括步速、步幅和步频等．该文描述这些实测和相应的统计分析结果,由此概述我国大城市的行人交通特征．实测数据显示,我国大城市行人的基本数据与国外的情况略有差别,但步速、步频的分布同为Gauss分布,平均步速为1．24m/s,平均步频为1．96steps/s．这些实测结果完善了国内行人交通特征的基本数据,有一定的实用价值．     

单向和双向行人流经过通道瓶颈的实验

通过实验研究了人群经过通道瓶颈时的自组织现象. 采用不同的瓶颈宽度和初始分布,分别进行了单向和双向行人流通过瓶颈的实验, 发现了瓶颈前人群呈类扇形的聚集形态、行人侧身通过狭窄瓶颈和振荡流等现象. 产生该现象的原因是由于行人具有同向跟随、异向避让的行为特征. 另外, 探讨了单向和双向实验在协同性、流量、单位宽度流量等方面的异同. 研究发现: 随着瓶颈宽度的增加, 流量随之增加; 单向实验的单位宽度流量先下降后增大, 而双向实验的单位宽度流量持续下降; 当瓶颈宽度小于肩宽时, 单向流的效率最高, 而当瓶颈宽度略大于肩宽时, 双向流的效率高于单向流.     

基于行人动力学模型的人桥竖向动力相互作用

基于行人动力学模型,研究了人-桥竖向动力相互作用。行人动力学模型采用以行人步频和体重表示的刚度-质量-阻尼(SMD)模型,人行桥假定为Euler-Bernoulli梁模型,建立人-桥竖向动力相互作用控制方程。采用状态空间法进行非比例阻尼系统瞬时模态的求解,得到系统的时变频率和阻尼比;利用变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法求解时变控制方程,对比分析考虑人-桥竖向动力相互作用和只在人行荷载作用下人行桥的动力响应。结果表明:考虑人-桥动力相互作用,人行桥自振频率略有降低,阻尼有显著增大;当行人以人行桥的频率行走时,考虑人-桥竖向动力相互作用结构的动力响应比不考虑人-桥相互作用显著降低。