九曲桥行人运动实验与模拟研究

公共场所中的人群疏散是行人疏散动力学研究中的重要内容。基于九曲桥行人运动观测实验对转角区域的行人运动特征进行研究,并利用人员疏散模拟软件Pathfinder模拟了因激励作用所导致的行人速度提高对通行效率的影响。结果表明,由于行人的停留、拍照行为导致转角内区域出现了明显的行人变换走道现象;行人在转角内区域出现的停留、超越行为导致行人速度出现大幅度波动,最低速度约为0.2 m/s,最高速度约为0.7 m/s;与转角后区域相比,行人密度变化对转角内区域的行人速度的影响更小,单位流量的影响更大;由于观测实验中行人停留、拍照等行为的存在,相同密度下转角后区域行人运动速度、单位流量均低于P&M平直通道模型;适当的激励作用有助于减轻行人拥堵,提高通行效率,当行人速度达到较高水平后效果不再显著。     

基于数字图像处理的人员运动参数提取方法研究

针对人员疏散研究中提取疏散场景行人运动参数的需要,采用数字图像处理技术对记录行人运动的视频进行了处理.首先对背景进行混合高斯建模并提取前景,然后采用mean-shift算法对视频中彼此相连的多个行人目标进行有效地聚类分割并准确地跟踪每个行人,得到了包含有行人运动特性时空信息的运动轨迹,利用轨迹得到了行人在行进过程中的速度变化特征.结果表明该文所提出方法可以方便、快速、准确地提取人员运动特性参数,可望对提取人员疏散实验以及真实场景中行人运动的基础数据,如速度、密度、流量等提供有效的技术手段.     

公共建筑环境下行人行为特性及拥挤机理研究综述

介绍国内外对于公共建筑环境下行人行为特性及拥挤机理方面的研究成果,主要包括:自由流情况下的行人运动速度,人群运动的最佳密度,行人的年龄、文化、性别、退让距离、温度、旅行目的、运动方向和建筑设施类型对行人流速度和流量的影响,以及行人流的密度和速度关系。成果显示:各国学者在人群的速度、密度和流量之间的相互关系方面研究较多,所得的结论趋于一致;但对于影响行人流速度和流量的各种因素并没有进行深入的研究,尤其是拥挤情况下行人的心理状态和拥挤事故的相互关系。     

一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型及模拟研究

当公共安全事件发生时,借助自行车进行疏散是一种重要方式。针对这种情况,开展了行人-自行车混合疏散建模和模拟研究。为了更好量化自行车的超越行为,引入了临时期望运动方向,改变自行车的自驱力,实现对自行车避让超越行为的细致描述;修改了单车模型来更新自行车的运动,建立了一种多层次的自行车运动子模型。将该模型与行人社会力模型相结合,得到一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型“MixSF”。模拟发现,MixSF能够较好地再现混合疏散中的超越行为。在实验条件下,发现个体密度小于0.548人/m²时,自行车占比的增加能加快疏散;相对密度大于0.81时,自行车失去疏散速度优势。     

不同入口位置的行人进入流实验研究

为了研究行人进入流运动规律,寻找合理的入口位置,对不同入口位置(中间、右侧)进行了不同人数(10人、20人、30人、40人)的可控实验。分析了行人进入流的时间、速度和空间分布,并统计了空间分布影响因素——入口避让、边界吸引、分布角度和空间关系的规律。结果表明,入口位于中间的设计更好,进入时间和稳定时间较短,速度更快,空间分布更合理。这些影响因素的统计,也为行人进入流的模型建立提供了实验基础。     

基于泰森多边形的事故多发点识别方法*

为解决传统的热点分析方法无法识别相对独立的事故多发点,且识别结果受极值影响较大的问题,提出1种基于泰森多边形的事故多发点识别方法,基于2018年江苏省盐城市交通事故数据,用泰森多边形划分空间统计单元,依据单元面积和其内部事故数量的比值识别事故多发点,补充相对独立的事故多发区域,并用缓冲区修正多边形的形状。研究结果表明:此方法识别结果能有效避免极值的影响,能更准确地识别出事故多发点,更有效地为道路交通安全管理提供依据。     

面向实时人群动力学分析的深度基本图网络

当前行人疏散实验中基本图计算方法通常是通过对每个行人进行跟踪实现的.但这种跟踪方法难以实现实时人群动力学分析.针对这一问题,提出了深度基本图网络.实验提出的网络框架由两个模块组成,即多尺度递归卷积神经网络(MSR-Net)和光流模块,分别对行人密度和行人速度进行估计.具体来讲,MSR-Net学习了输入图像与行人密度图之...     

行李箱携带人群汇流过程的基本图实验研究

行李箱携带者作为公共交通枢纽一种典型的人员类型,研究其对人群运动特征的影响对于公共设施的优化具有重要意义。开展了行李箱携带人群在六种汇流角度下的紧急疏散实验,比较了不同汇流角度对行人运动速度及疏散效率的影响,获取了不同汇流角度和不同测量区域的运动基本图。结果表明：1)在实验设置下,比较不同汇流角度?(出口宽度d=3.00 m)发现,?越小(30°),人群运动速度最大(1.86 m/s)、累计疏散时间最短。随着汇流角度的增大,人群运动速度呈现降低趋势(?=180°时,人群运动速度最小(1.40 m/s)、累计疏散时间最长)。表明汇流角度小的设施,有利于提高行人疏散效率;2)比较不同测量区域的基本图(汇流角度一定)发现,汇流交汇处的人群密度分布要小于离交汇处较远的测量区域;3)比较不同汇流角度的基本图(测量区域一定)发现,汇流交汇处的行人密度与流量主要分布在1.34 m^-2～2.15 m^-2与2.00 (m·s)^-1～3.50 (m·s)^-1之间。并且,在实验观测的密度范围内,行人流量随着人群密度的增加...     

通道中障碍物布局对行人运动影响的多格子模型研究

传统行人疏散运动模型对障碍物环境下的个体运动行为关注不足,而且未较好地讨论不同障碍物布局下的行人运动特性。通过改进多格子模型建立了考虑障碍物布局影响的行人运动模型,并与实验结果对比验证了该模型的有效性。利用该模型对不同障碍物布局下的单、双行人流进行模拟,探究不同障碍物布局对行人运动的影响。模拟结果表明,合理的障碍物布局有助于提高行人流的运动速度。丰富了传统多格子模型在障碍物环境下的运动规则,能够为行人交通设施设计及科学管理提供理论与技术支持。     

考虑双向群组运动特征的场域模型研究

行人动力学的研究能为火灾等紧急情况下的疏散研究提供理论支撑。现有研究多以独立行人为研究对象,群组作为行人流的重要组成部分,有必要进行研究分析。以场域模型为基础,在前人提出群组场的基础上进行拓展,并引入预测场模拟群组行人避让行为,构建了考虑双向群组运动特征的拓展场域模型,对双向群组运动特征进行研究。在双向流通道中进行模拟发现:随着预测场敏感性参数增大避让行为意识增强,时间损失增加,与反向行人的正面冲突减少;拓展模型能使群组维持较近距离的同时减少群组成员之间的冲突;该模型能模拟密度越大速度越小的典型现象。     

不同楼梯布局条件下行人疏散效果仿真研究

为研究不同楼梯类型的行人疏散效果，改进传统社会力模型，模拟4种常见梯形中行人的疏散过程，并通过总疏散时间和平均疏散速度指标以及微观速度密度分布图分析其疏散效果中存在的内在物理机制。研究表明:从安全和高效疏散角度上看，在限定空间中，单跑无平台梯形布局有利于低密度人群下人员的快速疏散；在中、高密度人群中，双分梯形的分流特点更有利于人员安全、快速疏散。从微观密度、速度分布图可看到这4种梯形在人员疏散过程中均易造成人员聚集拥堵，但发生事故风险的位置不同。单跑有、无平台梯形在楼梯上端和下端均易发生拥堵，且此时速度值大，发生事故的风险高；双分与双跑梯形在楼梯与平台的转角处易发生拥堵。     

走廊弯腰疏散行为试验研究

为研究走廊里人群弯腰疏散行为,组织45名学生进行6组不同初始密度疏散试验,通过录像分析得出不同密度时弯腰疏散基本图,将结果与行走及爬行疏散比较。试验结果表明:弯腰和行走疏散的速度分别是1.4 m/s和1.7 m/s,而爬行疏散速度为0.73 m/s;在密度小于0.5人/m2时,3种疏散方式的流动速度相当;在密度大于0.5人/m2时,3种移动方式速度有明显差异;得出弯腰疏散的速度频率分布图,速度均值为:女生1.02±0.16 m/s,男生1.09±0.2 m/s;在低速度区,女生占很大比重,男生在高速度区的频率较高。     

基于互相关算法的人员密集场所人群运动速度特征研究

研究人群密集场所的人群运动速度特征可以预测人群的运动趋势,在大型活动组织过程中可以对异常人群运动做出预警,避免过度的拥挤及踩踏事件的发生,保证大型群体性活动的安全顺利开展。利用国内某重要城市核心区公共场所人群运动的视频图像,通过互相关算法提取该场所人群的运动速度,并进一步比较通往景区的四条不同路径上人群运动速度的差异性,分析其人群运动特征。分析结果表明单向通道的人群运动速度较大且运动方向基本与通道的两侧边界平行,而双向通道中由于人群中阻尼效应的影响,人群运动速度的大小和方向都发生了不同程度的改变。分析结果可为核心区管理者进行大型群体性活动的组织、人群疏散与引导提供建议,进而为人群拥挤踩踏事故风险防控、拥挤踩踏事故专项应急预案制定及人群聚集活动安全方案编制提供理论支持。     

基于社会力模型的三维阶梯教室行人疏散仿真研究

为研究三维阶梯教室内座位布局及单双门对行人疏散效果的影响,改进社会力模型,模拟单双门情况下4种常见座位布局的行人疏散过程,从宏观和微观2个层面分析行人的疏散效果及内在的物理机制。结果表明:在限定门口宽度下,单开后门的平均总疏散时间均小于单开前门,而双门情形下的平均总疏散时间最小;从微观密度图来看,无论是单开前门、单开后门,还是双门均打开,4种座位布局中发生人员拥挤的位置相似。但单开后门情况下高密度区域的峰值高于单开前门,而双门情况下行人承受拥挤的压力最小,发生事故的风险小。     

Study of the possible relationships between tramway front-end geometry and pedestrian injury risk

Objectives: The aim of this article is to report on the possible relationships between tramway front-end geometry and pedestrian injury risk over a wide range of possible tramway shapes.

Methods: To study the effect of tramway front-end shape on pedestrian injury metrics, accidents were simulated using a custom parameterized model of tramway front-end and pedestrian models available with the MADYMO multibody solver. The approach was automated, allowing the systematic exploration of tramway shapes in conjunction with 4 pedestrian sizes (e.g., 50th percentile male or M50).

Results: A total of 8,840 simulations were run, showing that the injury risk is more important for the head than for other body regions (thorax and lower extremities). The head of the M50 impacted the windshield of the tramway in most of the configurations. Two antagonist mechanisms affecting impact velocity of the head and corresponding head injury criterion (HIC) values were observed. The first is a trunk rotation resulting from an engagement of the lower body that can contribute to an increase in head velocity in the direction of the tram. The second is the loading of the shoulder, which can accelerate the upper trunk and head away from the windshield, resulting in lower impact velocities. Groups of design were defined based on 2 main parameters (windshield height and offset), some of which seem more beneficial than others for tramway design. The pedestrian size and tramway velocity (30 vs. 20?km/h) also affected the results.

Conclusions: When considering only the front-end shape, the best strategy to limit the risk of head injury due to contact with the stiff windshield seems to be to promote the mechanism involving shoulder loading. Because body regions engaged vary with the pedestrian size, none of the groups of designs performed equally well for all pedestrian sizes. The best compromise is achieved with a combination of a large windscreen offset and a high windscreen. Conversely, particularly unfavorable configurations are observed for low windshield heights, especially with a large offset. Beyond the front-end shape, considering the stiffness of the current windshields and the high injury risks predicted for 30?km/h, the stiffness of the windshield should be considered in the future for further gains in pedestrian safety.     

Hierarchical ordered model for injury severity of pedestrian crashes in South Korea

Introduction: The high percentage of fatalities in pedestrian-involved crashes is a critical social problem. The purpose of this study is to investigate factors influencing injury severity in pedestrian crashes by examining the demographic and socioeconomic characteristics of the regions where crashes occurred. Method: To understand the correlation between the unobserved characteristics of pedestrian crashes in a defined region, we apply a hierarchical ordered model, in which we set crash characteristics as lower-level variables and municipality characteristics as upper-level. Pedestrian crash data were collected and analyzed for a three-year period from 2011 to 2013. The estimation results show the statistically significant factors that increase injury severity of pedestrian crashes. Results: At the crash level, the factors associated with increased severity of pedestrian injury include intoxicated drivers, road-crossing pedestrians, elderly pedestrians, heavy vehicles, wide roads, darkness, and fog. At the municipality level, municipalities with low population density, lower level of financial independence, fewer doctors, and a higher percentage of elderly residents experience more severe pedestrian crashes. Municipalities ranked as having the top 10% pedestrian fatality rate (fatalities per 100,000 residents) have rates 7.4 times higher than municipalities with the lowest 10% rate of fatalities. Their demographic and socioeconomic characteristics also have significant differences. The proposed model accounts for a 7% unexplained variation in injury severity outcomes between the municipalities where crashes occurred. Conclusion: To enhance the safety of vulnerable pedestrians, considerable investments of time and effort in pedestrian safety facilities and zones should be made. More certain and severe punishments should be also given for the traffic violations that increase injury severity of pedestrian crashes. Furthermore, central and local governments should play a cooperative role to reduce pedestrian fatalities. Practical applications: Based on our study results, we suggest policy directions to enhance pedestrian safety.     

热障效应对有顶步行街自然排烟的影响

为了研究热障效应对有顶商业步行街自然排烟的影响,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对不同高度及不同环境温度条件下有顶商业步行街自然排烟时顶棚附近的温度、能见度以及排烟效率进行了分析。结果表明:顶棚附近环境温度越高,自然排烟效果越差,自然排烟效率随顶棚热空气温度的升高呈现线性降低趋势;步行街高度越高,竖直方向的温度差越小,到达顶棚的烟气流速越小,排烟效率越低;当顶棚附近环境温度为45℃时,有顶商业步行街高度不宜超过35 m。