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原文传递多支道汇流人群运动特征可控实验研究

论文题名：	多支道汇流人群运动特征可控实验研究
关键词：	多支道汇流人群;运动特征;公共安全;安全疏散;安全管理;人群密集管理
摘要：	随着城镇化进程的推进和人类社会急剧膨胀，全世界范围内的大型活动越来越多，这让活动组织者面临越来越大的人群安全挑战。多方向的行人汇流运动包含复杂的行人相互作用，当前相关研究还较少，尤其是特殊角度下的多支道行人汇流运动研究更是缺乏。本文将针对三种典型的行人汇流运动，分别是多角度单支道行人汇流、多角度多支道行人汇流和直通道多支道行人汇流，通过可控实验研究人群汇流运动特征。　　本文首先研究了汇流角度和支道宽度对单支道行人汇流运动的影响规律，获得了人群的基本图、时空图、瞬时速度变化和前向距离变化等特征。发现在支道汇入口处发生了明显的拥堵情况，且在支道夹角较小(30°)时，随着支道的变窄，汇入口的拥堵情况越严重;主通道行人速度呈现上升的趋势，支道行人速度则呈现下降的趋势，表明在支道行人与主通道行人汇合时，支道行人会减慢速度让主通道行人先行通过。对行人的前向距离分析后发现，通道内行人均处于自由状态，主通道行人更倾向于保持一定的个人空间前进，支道行人的走停现象和拥堵状态更为明显。　　其次研究了不同汇流角度和不同支道宽度情况下的多支道行人汇流运动。相比于单支道，行人层的波动程度变大，出现了行人绕行现象，此时支道行人更愿意靠近边界前进，拥堵范围从汇入口区域随着支道宽度的变窄缩小至汇入口中间区域。对比了行人速度随位置的变化图，主通道的行人速度波动较小，支道行人速度随着靠近汇入口而降低，且随着支道宽度的变窄，支道速度的波动也在减小，在支道宽度为0.8m时，甚至趋近于一条平直线。对通道内行人的前向距离进行了分析，发现在支道夹角较小(30°)时，主通道和支道行人前向距离随位置的波动较小（主通道为0.9m，支道为0.5m），而支道夹角较大(60°)时，支道初始前向距离较大，且随距汇入口距离的接近而呈现下降的趋势，表明随支道夹角的增大，支道行人维持个人空间的能力降低，发生拥堵冲突的概率增大。　　最后研究了不同支道宽度和不同支道间隔宽度情况下的单支道和多支道行人汇流运动。与特殊角度类似，双支道的行人层的波动程度更大，出现了行人绕行现象，但直通道中行人的均匀分布程度更高，且支道行人的前向距离明显低于特殊角度（小于0.4m），表明此时支道行人的个人空间被严重压缩，支道内行人的拥堵程度更高，此时发生冲突的概率增大。提取并对比了不同支道间隔宽度的基本图，发现随着支道间隔宽度的变窄，通道内行人密度先增大后减小，而行人速度一直减小。　　本文的研究不仅能为人群汇流运动的仿真模型提供数据支持，还能为大型活动和大型设施的公共安全管理提供科学依据。
作者：	蒋嘉嘉
专业：	安全科学与工程
导师：	杨立中
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国科学技术大学
学位年度：	2022