【售检票设施行人流模型分析2800字】

售检票设施行人流模型分析目录TOC\o"1-3"\h\u23405售检票设施行人流模型分析 116331.1行人交通概述 12071.2行人仿真模型概述 136661.2.1宏观模型 1254301.2.2中观模型 2204401.2.3微观模型 3233191.2.4行人模型的比较 6196411.2.5模型及仿真软件的选取 7行人交通是是整个交通系统中最为重要的交通体系，也是人们选择最多的出行方式。本章节主要以行人交通及模型做了简要的概述，根据描述行人运动的精度不同主要是从以下几个模进行分析探讨，行人交通概述、行人流模型的分类、行人流模型比较、行人流模型的选择及软件的选取，下面将结合以上几点进行理论研究。1.1行人交通概述行人交通是一种日常的出行模式，与其他交通模式进行对比，行人交通有着显著的交通特性。行人交通拥有多样性的特点，该特点则是指，不同环境所产生的交通特性有所不同。目前行人交通研究至生活中的各个方面，例如大型公用设计，公共建筑等，还对人群高密度聚集场所紧急疏散预案进行评估。1.2行人仿真模型概述行人仿真模型以行人交通为建模基础，构建相应的仿真模型。由于仿真软件开始发展的时间较晚，但充分的继承了前人的研究成果，因此仿真软件采用的数学模型都较为复杂，根据仿真软件采用的数学模型侧重点的不同。本章节主要将行人交通分为：微观模型，中观模型，宏观模型，进行概述。由于微观模型为应用最为广泛的模型，本章节将以微观模型为主，进行重要的研究与分析。本章节主还对常用的行人流模型进行概述。1.2.1宏观模型宏观模型是一种将流体力学的理论应用于行人交通的建模仿真中。较早的宏观行人交通仿真模型是由Fruin于1971年首先提出的，主要参数是行人的平均速度，行人密度及行人流量等，主要研究行人的集聚交通特性。尽管目前尚没有完全公认的行人交通流基本图，但行人交通流的流量密度关系仍然可以用一些常用的交通流模型描述。最常用的模型为格林希尔兹模型。格林希尔兹认为速度与密度是一个线性函数，即：u=u式中：u—交通流的速度kjuk—交通流密度宏观模型以流体力学模型为基础，但对于行人的运动相关要素、运动特性、行为分析等相关模块处理的相对其他模型而言较为粗糙。1.2.2中观模型与宏观模型相比，中观模型对行人运动系统要素、个体运动、行为及其相互作用的描述更加详细。中观模型既能描述宏观模型中时间与空间特性，又能保留微观模型的核心数据。但相比微观模型而言又较为粗糙。本节将对中观中所出现的常用模型进行简单的分析概述：（一）格子气模型中观模型中格子气模型是最为典型的模型，该模型主要是介于宏观与微观模型之间。格子气模型主要是用来模拟行人运动方式的，但与此同时该模型也存在一定的缺陷，该模型只考虑流单个行人个体，忽略了行人个体间产生的作用力。格子气模型结构如图3-1。图3-1格子气模型结构图1.2.3微观模型行人交通微观仿真模型主要将宏观模型与中观模型的优点相结合，并且可以将行人行为进行简要概述。微观模型由于研究范围较为细致，近年来该模型的研究引起广泛关注。其中微观模型中的社会力模型，元胞自动机模型应用最为广泛。目前还出现了一些组合模型，如组合格子气和社会力模型。本节将对社会力模型、元胞自动机模型和磁力模型进行重点探讨。（一）社会力模型社会力模型是Helbing等人提出的连续性微观仿真模型，该模型的牛顿力学为基础，假设行人受到社会力的作用，从而驱动行人运动。该模型中，依据行人不同的动机和在环境中所受到的影响，一共受到三种力的作用。（1）驱动力（DrivingForce），主观意识对个体行为的影响可化为个体所受自己施加的“社会力”。（2）人与人之间的作用力（InteractionsbetweenPedestrain）,试图与其他行人保持一定的距离所施加的“力”。（3）人与边界之间的作用力（InteractionswithBoundaries），边界与障碍物对人的影响。该模型可以用以下方程组表示dra（3-2）式中，ra—行人αva(t)—行人faεafafaβfaβ(ra,v,fai社会力模型能够比较真实的模拟行人的行为，还能模拟应急情况下的行人疏散，真实的反映了行人的走行情况。（二）元胞自动机模型元胞自动机是一种时间，空间状态都离散的动力学模型，是非线性科学的重要研究方法，适合与复杂系统时空演化过程的动态模拟研究。元胞自动机不是由严格定义的物理方程或函数确定的，而是用一系列模型构造的规则而构成的。目前，元胞自动机已经被广泛应用于各个研究领域。元胞的自动机空间离散模型，如图3-2所示图3-2基于六角形栅格的二维元胞自动机缩略图（三）磁力模型磁力模型中行人和障碍物被赐予正极，而行人的目的地被赋予负极，按照“同性相斥，异性相吸”的原理，行人在引力的作用下向目的地运动，并因斥力避让其他的行人和障碍物。其计算公式如下：F=K式中：F—行人所受的磁力向量k—常数q1q2r—行人和磁极间的距离r—1.2.4行人模型的比较目前，社会力模型和元胞自动机模型是应用的比较广泛的行人微观仿真模型，这两种模型都可以反映行人的自然组织现象。通过对已有的模型比较得出行人运动微观模型尚存在需要完善的地方，如表3-4所示：表3-4各类模型比较项目种类宏观模型中观模型微观模型流体力学模型格子气模型排队网络模型社会力模型元胞自动机模型磁力模型模型特点基于方程基于规划基于规划基于方程基于规划基于方程向目标运动—定义方向随机选择期望速度定义方向异极相吸是否有无目标无—有有无有行人前进流体动力—优先规则社会力期望速度异极相吸避让作用——优先规则社会力视网格占用情况同极相斥空间抽象流体方网格—平面网络磁极变量赋值——物理意义物理意义0或1状态任意赋值描述现象——排队疏散排队、自组织、渠化等排队、自组织、渠化等排队路径搜索模型类型连续离散连续连续离散离散可控制性———弱强—编程实现性—容易容易困难容易—通过上表我们可以得出，各种行人模型仿真都有其优缺点，在运用这些模型之前，必须对其实用性进行标定与验证，从而证实模型的有效性。1.2.5模型及仿真软件的选取前几节对行人流模型的相关理论及公式进行了简要的概述，因参考各个模型之间的优缺点与其实用性，得出以下结论。宏观模型和中观模型模拟行人行为比较粗糙，没有深入讨论行人个体间的关系，结合本文所需要模拟行人行为的建模方式，由于社会力模型可以较为具体的对行人行为进行模拟，故本文将选用社会力模型来对地铁站厅层进行仿真研究。目前有两种仿真软件发展运用较为成熟，vissim和anylogic这两种仿真软件，这两种