基于改进势能场模型的地铁车站应急疏散动态仿真
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作者简介:

洪 玲(1972—),女,教授级高工,工学博士,主要研究方向为交通运输规划与管理。

通讯作者:

朱 炜(1982—),男,副教授,工学博士,主要研究方向为轨道交通运营管理。

中图分类号:

U293.1

基金项目:

国家自然科学基金(71701152);上海市国际科技合作基金(18510745800)


Dynamic Simulation on Emergency Evacuation in Metro Stations Based on Improved Potential Energy Field Model
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    摘要:

    通过车站环境构成及其对乘客疏散行为作用的分析,提出以设施或设备为目标点的吸引势能场和以事件或障碍物为核心的排斥势能场计算模型,并设计基于最短距离的势能场迭代生成算法。在此基础上,提出势能场模型和改进社会力模型的融合方法,建立突发事件下地铁车站应急疏散动态仿真模型。最后,利用Unity平台和C#编程开发技术对上述模型进行了初步实验验证与效果分析。

    Abstract:

    By analyzing the station environment impact on passenger evacuation behaviors, the calculation methods of attracting potential energy field for facilities and equipment as well as repulsive potential energy field for events and obstacles were proposed. Then an iterative generation algorithm of potential energy field based on the shortest distance was developed to describe the station environmental structure and the environmental impact mechanism on passenger behaviors. On this basis, a fusion method combining the potential energy field model and the improved social force model was put forward, and a dynamic simulation model for emergency evacuations in metro stations was established. Finally, Unity platform and C# programming technology were used to demonstrate and verify the proposed metood.

    参考文献
    [1] 胡清梅, 方卫宁, 李广燕,等. 地铁车站出口布局对人群疏散性能的影响[J]. 铁道学报, 2009, 31(3):111.
    [2] 毛军, 郗艳红, 李胜利, 等. 地铁车站火灾防灾减灾关键技术的研究[J]. 铁道学报, 2009, 31(4):115-120.
    [3] 陈绍宽, 刘爽, 肖雄, 等. 基于M/G/c/c模型的地铁车站楼梯通道疏散能力瓶颈分析[J]. 铁道学报, 2012, 34(1):7.
    [4] 胡丽娟, 姚加林, 郑亮. 基于NetLogo的地铁车站人员紧急疏散仿真研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2017, 14(12):2731.
    [5] HENDERSON L E. The statistics of crowd fluids [J]. Nature, 1971, 229(2):381.
    [6] 温坚, 田欢欢, 薛郁. 考虑次近邻作用的行人交通格子流体力学模型[J]. 物理学报, 2010, 59(6):3817.
    [7] MASAKUNI M, TAKASHI N. Jamming transition in two-dimensional pedestrian traffic [J].Physica A, 2000,275(1):281.
    [8] 郭细伟. 基于非均匀格子气模型的人群疏散动力学模拟[D]. 武汉: 华中科技大学, 2013.
    [9] HOOGENDOORN S, BOVY P H L. Gas-kinetic modeling and simulation of pedestrian flows [J]. Transportation Research Record,2000(1710): 28.
    [10] 金泽人, 阮欣, 李越. 基于元胞自动机的火灾场景行人流疏散仿真研究[J]. 同济大学学报:自然科学版, 2018, 46(8):1026.
    [11] BLUE V J, ADLER J L. Cellular automata micro simulation for modeling bi-directional pedestrian walkways[J]. Transportation Research, Part B: Methodological, 2001,35(3):293.
    [12] 叶建红, 陈小鸿, 俞梦骁. 个体特征对步行通道行人最大通过量的影响[J]. 同济大学学报:自然科学版, 2015, 43(12):1834.
    [13] HELBING D, MOLNAR P. Social force model for pedestrian dynamics [J]. Physical Review E,1995,51(5):4282.
    [14] 徐瑞华, 李璇, 高鹏. 上海世博会主入口广场客流集散仿真研究[J]. 同济大学学报:自然科学版, 2010, 38(11):1599.
    [15] 洪玲, 徐瑞华, 段晓英. 基于动态切换的城市轨道交通车站应急疏散模型[J]. 同济大学学报:自然科学版, 2016, 44(1):87.
    [16] HONG Ling, GAO Jia, ZHU Wei. Self-evacuation modelling and simulation of passengers in metro stations[J]. Safety Science, 2018,110:127.
    [17] HONG Ling, GAO Jia, ZHU Wei. Simulating emergency evacuation at metro stations: an approach based on thorough psychological analysis[J]. Transportation Letters, 2016, 8(2):113.
    [18] KHATIB O. Real time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots[J]. The International Journal of Robotics Research, 1986, 5(1):90.
    [19] 张鸣鸣,施朝健. APF方法在船舶自动避碰中的应用[J]. 上海海事大学学报,2007,28(1):126.
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引用本文

洪玲,高佳,邱树涵,朱炜.基于改进势能场模型的地铁车站应急疏散动态仿真[J].同济大学学报(自然科学版),2020,48(03):398~406

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  • 收稿日期:2019-02-01
  • 最后修改日期:2019-08-05
  • 录用日期:2019-12-17
  • 在线发布日期: 2020-04-19
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