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《基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人流仿真模型研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人流仿真模型研究姓名：岳昊申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理指導(dǎo)教師：邵春福20081201中文摘要在我國(guó)城市道路交通中，由于行人和非機(jī)動(dòng)車的存在，混合、低速、高密度交通流凸顯出了明顯的特色。步行是人類最基本的交通出行方式，無(wú)論采用何種交通方式出行，在其起點(diǎn)和終點(diǎn)都離不開步行。在我國(guó)許多大城市，上下班高峰期間可以觀察到在地下通道、過(guò)街天橋、公共交通樞紐、地鐵站等各種行人通道中形成的擁堵行人流。行人交通捌堵不僅給人們的出行帶來(lái)了很大不便，導(dǎo)致出行延誤時(shí)間的增加，而且
2、在行人大量聚集的各種游行、集會(huì)等行人群體活動(dòng)中，以及行人非常密集的體育場(chǎng)館、大型游樂(lè)場(chǎng)等娛樂(lè)場(chǎng)所中，還會(huì)由于行人的推擠造成重大的踩踏事故。近年來(lái)各國(guó)政府越來(lái)越重視行人交通流的研究和行人交通問(wèn)題的解決，然而行人交通擁堵造成的各種事故時(shí)有發(fā)生，不僅給社會(huì)帶來(lái)巨額的經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)人們的生命構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。在城市人口與同俱增和城市交通壓力不斷增加的今天，通過(guò)對(duì)行人流微觀特征和宏觀特征的研究，建立科學(xué)的行人交通流理論，指導(dǎo)行人設(shè)施的規(guī)劃和行人流的管理和控制，有效誘導(dǎo)行人流，避免和緩解行人流擁擠，實(shí)現(xiàn)行人設(shè)施利用限度的最大
3、化，是行人流研究的熱點(diǎn)。本論文基于元胞自動(dòng)機(jī)仿真理論，在分析研究行人微觀行為特征的基礎(chǔ)上，建立行人流仿真模型。通過(guò)仿真行人流中微觀個(gè)體的微觀行為特征，實(shí)現(xiàn)由單個(gè)個(gè)體之間相互作用形成的宏觀行人流的特征研究，探索基于仿真的行人流宏觀現(xiàn)象和特征的生成機(jī)理，建立行人微觀行為特征和宏觀群體特征之間的聯(lián)系。本論文分別以橫向干擾行人流、對(duì)向行人流、疏散行人流為仿真研究的對(duì)象，對(duì)以下幾方面的內(nèi)容進(jìn)行深入研究：(1)從行人流個(gè)體微觀特征和群體宏觀特征兩個(gè)角度闡述了行人流特征研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀；在分析闡述計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)成為行人流研
4、究主要工具的基礎(chǔ)上，從連續(xù)性仿真模型和離散性仿真模型兩方面闡述了行人流仿真模型研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。(2)建立了基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人流動(dòng)態(tài)參數(shù)仿真模型。在仿真模型中，行人可以選擇等待或者向周圍八個(gè)方向移動(dòng)，在特別的條件下行人之間可以相互交換位置。同時(shí)模型引入了方向參數(shù)、空格參數(shù)、前進(jìn)參數(shù)和類別參數(shù)這四個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)來(lái)描述單個(gè)行人對(duì)自身周邊交通條件的判斷認(rèn)知情況。模型引入移動(dòng)收益的概念來(lái)描述行人對(duì)每個(gè)移動(dòng)步伐收益的評(píng)價(jià)，并通過(guò)移動(dòng)收益來(lái)建立行人與可選擇位置之間的評(píng)價(jià)與被評(píng)價(jià)的關(guān)系。模型假設(shè)每個(gè)行人在移動(dòng)的過(guò)程中以盡可能短的
5、路線到達(dá)目的地的思維來(lái)選擇路徑，行人在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)快速且不間斷地對(duì)自己可選的不同位置進(jìn)行利弊權(quán)衡。行人對(duì)可選位置移動(dòng)收益的評(píng)價(jià)是通過(guò)反映北京交通人學(xué)博士學(xué)位論文行人周圍動(dòng)態(tài)交通情況的四個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)來(lái)計(jì)算的，從而實(shí)現(xiàn)行人對(duì)自身周圍交通環(huán)境的反應(yīng)。行人在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)選擇移動(dòng)收益最大的位置作為自己下一時(shí)間步的目標(biāo)位置。(3)利用行人流動(dòng)態(tài)參數(shù)仿真模型，以橫向干擾行人流(垂直行人流和四向行人流)為仿真對(duì)象，分析研究了不同系統(tǒng)規(guī)模的行人流仿真速度．密度曲線和流量．密度曲線。探討了系統(tǒng)規(guī)模、不同權(quán)重系數(shù)對(duì)仿真曲線和系統(tǒng)臨界密
6、度的影響。從行人的移動(dòng)規(guī)則和模型仿真結(jié)果兩個(gè)角度，對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)模型與其他現(xiàn)有模型作對(duì)比分析。(4)基于行人流動(dòng)態(tài)參數(shù)仿真模型分別從方向比例、系統(tǒng)規(guī)模、行人移動(dòng)習(xí)慣三個(gè)方面仿真研究了對(duì)向行人流的宏觀行為特征。分析研究了對(duì)向行人流的仿真速度．密度曲線和流量．密度曲線。探討方向比例、系統(tǒng)規(guī)模、行人移動(dòng)習(xí)慣對(duì)仿真曲線和系統(tǒng)臨界密度的影響，同時(shí)仿真研究了不同初始條件下的對(duì)向行人流演化過(guò)程。為了描述行人向右移動(dòng)的右行習(xí)慣，引入了右行參數(shù)的概念，詳細(xì)闡述了右行參數(shù)的定義和賦值范圍。(5)基于行人流動(dòng)態(tài)參數(shù)仿真模型，從疏散環(huán)境中無(wú)
7、障礙、存在障礙物和行人視線受影響三個(gè)角度仿真分析了疏散行人流的宏觀特征。分析研究了在無(wú)障礙疏散中，安全出口寬度、疏散行人密度、安全出口布局等因素對(duì)行人疏散時(shí)間的影響。在存在疏散障礙物的情況下，提出了基于歐式距離的存在障礙物環(huán)境的靜態(tài)領(lǐng)域參數(shù)計(jì)算方法，由此計(jì)算存在障礙物疏散環(huán)境下的行人方向參數(shù)值，并分析研究了不同障礙物布局的行人疏散演化過(guò)程。在行人視線受影響的仿真研究中，從無(wú)疏散標(biāo)志的行人盲目移動(dòng)和有疏散標(biāo)志的行人沿墻移動(dòng)兩個(gè)角度分析研究了行人疏散流的動(dòng)態(tài)特征。通過(guò)視野半徑把疏散空間劃分為可見安全出口區(qū)域、可見墻壁
8、區(qū)域和不可見墻壁區(qū)域。分別定義了不同區(qū)域內(nèi)的方向參數(shù)計(jì)算方法，以描述行人在不同疏散環(huán)境下的微觀行為特征。仿真研究了行人視野半徑對(duì)行人疏散時(shí)間和疏散空間內(nèi)滯留人數(shù)的影響。關(guān)鍵詞：交通流理論；行人流；行人疏散；計(jì)算機(jī)仿真；人工智能；元胞自動(dòng)機(jī)；動(dòng)態(tài)參數(shù)；最短路搜索；相位轉(zhuǎn)換；臨界密度分類號(hào)：U491ABSTRACTABSTRACTIndevelopingcountrie＆mi
