通道中人群与机动车相互干扰的建模和模拟

【作者】 韦艳芳； 董力耘；

【机构】 上海大学上海市应用数学和力学研究所； 玉林师范学院物理科学与工程技术学院；

【摘要】 本文研究狭长通道中车辆和行人之间的相互作用,提出了一个行人-车辆运动耦合元胞自动机模型。车辆运动由细化的确定NaSch模型控制。行人的运动采用基于背景场的元胞自动机模型来模拟,行人的运动方向由背景场来确定,而车辆（及其影响区）作为一个可移动的障碍物导致背景场的改变,其中车辆影响区域也增大了车辆与行人的作用范围。由于车速不断变化和车辆的移动,造成背景场的改变,使行人的运动方向也做出相应的调整。通过数值模拟,分别讨论了人车同向运动和人车反向运动两种情况。得到了典型参数下的行人流基本图,并对两种情况进行对比。发现在密度很低和密度很高时,两种情况下的行人基本图没有明显差别。在这两种情况下,行人在车道内的分布都比较均匀。而在介于临界密度[p₁,p₂]之间的密度范围,两种情况下的人群平均速度和流量有明显不同。这是由于人车反向运动时,车辆可以视为一种移动瓶颈,车辆前方形成的拥堵区域使得人群的平均速度显著降低。我们进一步考虑了车辆最大限速、行人预判时间和车辆宽度的影响,发现车辆宽度的影响最大,行人预判时间有助于提高车辆运行的速度,而车辆最大限速的影响则相对较小。更多还原