考虑礼让规则与出口切分的瓶颈处行人动力学规律研究*

为研究礼让规则和出口切分对瓶颈处行人微观行为及通行效率的影响,充分调研并设计行人动力学规律实验,使用图像识别技术从采集的实验视频中获取行人运动轨迹与坐标数据。研究表明:行人平均速度与视野内行人平均最近距离呈正相关、与视野内平均人数、相对角度呈负相关;同向从众、反向避让的行人行为特征导致行人在通过瓶颈时会出现明显分层现象,平均层间距150 mm。考虑礼让规则时,通行效率与初始人员数量呈负相关,但行人反应时间间隔的不确定性导致瓶颈整体通行效率下降,适当瓶颈宽度可避免“成拱”现象发生并提高瓶颈空间利用率,进而提高通行效率;非拥挤状态下竞争规则比礼让规则的通行效率更高;将宽2 m的瓶颈划分多个出口瓶颈整体通行效率变化不大,但单个出口通行效率明显提高,且面对多出口选择时行人表现出右侧出口选择倾向性。     

真实世界和虚拟场景下行人绕障的实验研究

为了研究利用虚拟现实开展行人疏散实验的有效性以及虚拟场景里不同控制方式的优劣,开展了真实世界与三种不同控制方式(头显-鼠标(HM)、鼠标-鼠标(MM)、键盘-鼠标(KM))下虚拟场景的绕障实验。分析并比较了平均轨迹、绕障距离、绕障起始时间以及归一化时间下的横向距离。实验结果表明,当横向坐标小于1 m时,虚拟场景与真实世界实验平均轨迹的差值在10 cm之内。平均轨迹、绕障距离、绕障起始时间方面,HM更接近真实世界实验;归一化时间下的横向距离方面,MM更接近真实世界实验。     

行人与轿车正碰后卷绕型运动形态仿真研究*

为研究行人与轿车正碰后卷绕型运动形态规律以及行人损伤情况,基于PC Crash和MADYMO软件进行仿真分析。分析不同发动机罩倾斜程度对行人抛距的影响,以及不同车速、行人走向、前挡风玻璃倾角对行人头部、胸腔的损伤影响,最后通过CIDAS数据库中的3起真实案例进行验证。结果表明:分段抛距公式不仅能反映行人抛距变化趋势,而且在2个分段范围内均能较好地拟合实际抛距,平均误差为4.23%,实际案例验证的结果误差在5%以内,证明实验方法的准确性。     

基于行人占据区域的泰森多边形人员密度统计方法

行人动力学的研究一直是火灾下人员疏散研究的重要内容。研究者通过大量观测和可控实验,获得行人的运动行为特征,揭示人员运动规律,但是仍然缺乏足够的定量校准的实验数据。在总结了前人对于实验中全局密度与局部密度统计方法的基础上,基于泰森多边形方法,结合人际关系距离与视野的观念,提出了一种行人占据多边形的速度密度统计方法。通过对平均密度平均速度的比较发现,方法得到的结果比传统统计方法得到的结果波动更小且更接近于连续变化、在密度低时比泰森多边形方法的结果更符合实际情况;而对于个人的速度密度散点图,结果也比泰森多边形方法的结果更为集中,尤其是除去了密度小而速度低的不合理数据点。     

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。     

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。     

一种考虑斜向运动参量的行人疏散模型研究

目前,元胞自动机疏散模型采用Von Neumann型和Moore型两种形式的邻域进行演化处理。这两种邻域形式描述行人疏散均有其不足。Von Neumann型邻域忽略了行人斜向运动的可能性,而Moore型邻域虽然考虑了斜向运动,却不能有效地区分斜向运动与水平竖直运动的区别。基于此,在选择Moore型邻域的基础上,提出了斜向运动参量的概念,重新阐述了疏散演化规则,修正了原Moore型邻域在描述疏散中的不足,更精确地反映了行人的疏散动力学特征。进一步利用新模型模拟仿真了疏散空间的行人疏散过程,结果表明:斜向运动参量越小,行人选择水平竖直方向运动的可能性越大;疏散时间会随斜向运动参量f值减小而增加。斜向运动参量取0.7左右时,疏散效果最佳;而当斜向运动参量取0时,Moore型邻域的疏散结果演化为Von Neumann型邻域的疏散结果。     

信号控制交叉口行人过街等待时间研究

为保护行人过街时的安全及减少行人违章行为,通过分析行人过街的等待规律,构建了信号控制行人过街等待的生存分析方法。对上海市典型交叉口的行人过街等待行为的观测及分析,得到了行人等待的生存曲线,建立了行人违章危险度随行人自身及环境因素影响的COX风险回归模型。结果表明:行人在路边等待过街最大可忍受等待时间为90s,在中间安全岛的最大可忍受等待时间仅为50s;行人等待时间与行人年龄、红灯时间、穿越车道数、冲突方向车流量、是否二次过街相关,与行人性别无关;合理的交叉口设计和信号控制能提高行人的遵章率、降低违章危险度。笔者建议:信号控制交叉口行人红灯时间不超过90s,行人在安全岛最大等待时间不超过50s。     

汽车一体化安全与行人保护研究

汽车一体化安全把汽车被动安全与主动安全有机结合,可以充分发挥主、被动安全措施的最佳效用,其代表技术是汽车预碰撞安全,该技术已成为汽车安全领域新的研究热点和发展趋势。笔者介绍了汽车一体化安全的定义与组成,通过应用实例概述了汽车预碰撞安全的研究现状。通过统计分析人-车碰撞时序探讨汽车一体化安全技术应用于行人保护的必要性。在此基础上介绍了基于一体化安全的行人碰撞保护方案的基本原理,列举应用实例分析该方案的技术特点,应用实例表明一体化安全可以为行人提供更好的保护效果,将成为行人碰撞保护今后的发展方向。     

某高校教学楼火灾烟气运动规律与避灾仿真研究

以某高校教学楼为研究对象,利用Pyrosim结合Pathfinder软件进行火灾烟气运动规律和避灾仿真研究,以期获得火灾发生后各层人员的最佳疏散路径,从而有效避险.结果表明:火灾产生的烟气会沿着走廊向外扩散,并沿着楼梯向相邻楼层蔓延,高层人员的生命安全受到威胁严重;该教学楼在此次模拟中最佳逃生路线为教学楼东紧急出口.研...     

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...     

行人和疏散动力学研究现状及进展

行人和疏散动力学的研究在步行设施的设计,人群的安全疏散,城市规划及计算机疏散软件开发等方面具有重要意义.对国内外的研究现状进行了评述,对研究内容、研究方法进行了分类,对研究成果及应用进行了总结,同时指出了目前研究中存在的问题,对这一领域中研究发展提出了建议.     

基于Pathfinder的商场人员疏散仿真

商场中的人员疏散是一个复杂的过程。运用人员疏散仿真软件Pathfinder 2012对某商场在紧急情况下人员的安全疏散进行研究,重点讨论借用防火分区防火门进行疏散对疏散效率的影响。模拟结果表明,借用相邻防火分区进行疏散可以有效提高单个防火分区的疏散效率,但如果在相邻防火分区防火门处出现相向流则会降低整体的疏散效率,并且随着人数的增多变得更加严重。因此,应定期针对商场员工开展疏散演练等相关培训,增强员工疏散引导的能力,避免疏散过程中出现行人相向流,最终提高商场人员疏散的效率。     

某地下商场紧急情况下人员疏散实验研究

地下商场紧急情况下人员疏散过程非常复杂,受到众多因素的影响,如人员自身因素、环境因素等。通过设计并实施人员疏散实验,同时对实验参与人员开展问卷调查,分析了地下商场紧急情况下人员疏散特性及借用相邻防火分区防火门作为安全出口对疏散过程的影响;从疏散演习实验过程中人员出口选择、疏散时间及出口流率、疏散行为等三方面内容对实验结果进行了分析和讨论。     

Investigation of crashes at pedestrian hybrid beacons: Results of a large-scale study in Arizona

Introduction: The pedestrian hybrid beacon (PHB) is a traffic control device used at pedestrian crossings. A recent Arizona Department of Transportation research effort investigated changes in crashes for different severity levels and crash types (e.g., rear-end crashes) due to the PHB presence, as well as for crashes involving pedestrians and bicycles. Method: Two types of methodologies were used to evaluate the safety of PHBs: (a) an Empirical Bayes (EB) before-after study, and (b) a long-term cross-sectional observational study. For the EB before-after evaluation, the research team considered three reference groups: unsignalized intersections, signalized intersections, and both unsignalized and signalized intersections combined. Results: For the signalized and combined unsignalized and signalized intersection groups, all crash types considered showed statistically significant reductions in crashes (e.g., total crashes, fatal and injury crashes, rear-end crashes, fatal and injury rear-end crashes, angle crashes, fatal and injury angle crashes, pedestrian-related crashes, and fatal and injury pedestrian-related crashes). A cross-sectional study was conducted with a larger number of PHBs (186) to identify relationships between roadway characteristics and crashes at PHBs, especially with respect to the distance to an adjacent traffic control signal. The distance to an adjacent traffic signal was found to be significant only at the α = 0.1 level, and only for rear-end and fatal and injury rear-end crashes. Conclusions: This analysis represents the largest known study to date on the safety impacts of PHBs, along with a focus on how crossing and geometric characteristics affect crash patterns. The study showed the safety benefits of PHBs for both pedestrians and vehicles. Practical Applications: The findings from this study clearly support the installation of PHBs at midblock or intersection crossings, as well as at crossings on higher-speed roads.