行人动力学研究进展.pdfVIP

· 68 · 人类工效学 2008年6月箜 鲞笙 塑 文章编号：1006—8309(2008)02-0068—05 行人动力学的研究进展 龚晓岚，魏中华 ， (北京工业大学 北京市交通工程重点实验室，北京 100022) 摘要 ：行人动力学的研究对设计和优化步行交通设施，提高人群的疏散效率有着重要的意义。文章对国 内外行人动力学的研究现状进行了综述，对比了宏观与微观两种行人动力学描述方法，并对不同类型的微观 模型进行了比较。最后对行人动力学研究的发展趋势进行了展望。 关键词：行人动力学 ；宏观模型；微观模型 中图分类号：X928；U491 文献标识码：A 、 1 引言 2 国外的研究状况 近年来，随着经济和文化的发展，人群聚集活 2．1 宏观模型 动越来越多地 出现在各种公共场所 。据不完全统 从20世纪80年代起。越来越多的研究者致 计，全世界每年都有数千人在聚集活动时发生的 力于行人动力学的理论研究。通过观测对行人运 突发事件中丧生。因此，聚集人群的安全问题备 动的规律和特性进行分析，提出了很多理论模型。 受关注 。 在早期的数学模型中，以描述行人运动的宏观模 人群聚集的风险是由多种因素共同组成的， 为主，有排队模型、转换矩阵模型、随机模型 涉及到场所类型、空间结构、组织管理、人群类』、 等 ]。在宏观模型中，人群被视为一个整体 ，其 人群运动特征、安全措施等各方面。其中，人群在 运动被视为类似于气体或液体的流动，很多研究 场所中的行为特征是影响人群聚集风险的重要因 者提出了不同的行人流量 一密度 一速度关系 ， 素。人在公共场所中的行为受到社会 、道德 、法 如图1所示。 律、环境 、习惯 、身体状况、心理、教育、文化、性格 在许多的研究中，都用线性关系来描述速度 等各种因素的影响，既具有某种规律性、又带有很 与密度的关系，A1Gadhi等人基于人群运动的速度 大的不确定性。行人动力学是研究正常及紧急情 一 密度线性关系用动态的方法描述了行人流的速 况下，公共场所 中行人运动特征及人群管理的科 度变化 j，如式 (1)所示： 学，研究成果可以为设计和优化步行设施，提高空 U+=U一At／T[U一U(k，k：)] 、(1) 间的使用效率，提高突发事件中人群的疏散效率 式中，u一行人 的速度 ，t一时刻，T一反应时 及开发计算机行人仿真软件提供依据，为大型人 间，△t一时间步长，U (k， )一相 向运动的两队 群聚集活动中的人群管理和人群疏散提供理论指 人流 的相对速度。 导。 该模型成功地描述了麦加朝圣活动中行人的 早在上个世纪30年代国外就出现了研究行 双向运动状况 。 人交通流的组织机构 j。到上世纪80年代行人 行人运动的气态动力学方程与粒子守恒 Bo． 动力学的理论研究成果越发丰富，对行人动运的 hzmann方程非常相似，但它还考虑了行人的目的 描述开始从宏观模型转向了微观模型，建立了一 和行人间的相互影响。R．L．Hughes采用连续介 些有代表性的微观模型。而在我国，行人动力学