基于社会力的同伴群走行模型研究

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摘要:随着社会经济快速发展,城市化进程不断加快,人们出行方式呈现多元化,行人可选择多种交通方式出行,但是绝大多数出行的开始与结束都是以步行完成。步行交通在各种交通方式中有其不可替代的作用,同时步行交通也引发了多类新的交通问题。许多公共场所如车站、行人通道、过街天桥、交通枢纽等处行人拥堵现象屡见不鲜,导致行人出行不便,出行延误较长,出行安全性降低。由此,国内外相关机构、单位及个人均纷纷开展行人交通特性的研究,以期掌握行人交通的宏观及微观特征,了解行人行为机理,对行人交通进行规划管理,提升行人交通效率,增强安全性以及减小行人对其他交通方式的影响。本文在综述行人交通研究现状的基础上,对于同伴群行人交通进行研究,以求进一步丰富和完善行人交通流的研究体系。同时,在分析研究的基础上,建立基于社会力的同伴群走行模型。该模型在2002年Helbing社会力模型的基础上,补充考虑同伴群成员间的视觉力、聚合力及排斥力,进而利用计算机仿真技术,研究同伴群行人的特性及对交通的影响。本文对下列几个问题进行分析研究:(1)行人交通特性分析研究分析行人交通微观、宏观特性,研究了行人交通流参数及各参数之间的关系,以及同伴群行人的交通特性。(2)基于社会力的同伴群走行模型构建及应用对社会力模型的定义、构成、特征进行分析,从而把握社会力模型机理。基于对同伴群行人交通特性的研究总结,定义同伴群走行模型,借助MATLAB,实现基于社会力模型的仿真环境开发,对同伴群行人交通进行仿真研究。(3)同伴群行人对整体交通流宏观特性的影响借助MATLAB开发的基于社会力模型的仿真环境,对是否考虑同伴群出行及对行人群体含有不同比例同伴群,同伴群内含不同人员数等情景进行仿真分析,由此得出同伴群行人较个体行人,影响交通流速度更大的结论,为更全面分析行人交通流提供了更好的支持。
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