[发明专利]面向随机扰动的交通枢纽候车厅人群流动仿真方法及装置

说明书

本发明涉及一种面向随机扰动的交通枢纽候车厅人群流动仿真方法及装置，所述仿真方法包括：基于流体力学，建立人群疏散宏观动力学模型，该模型包括连续性方程和行人路径选择条件；在所述人群疏散宏观动力学模型中添加随机扰动，获得人群流动扰动模型；采用所述人群流动扰动模型进行人流仿真，并显示仿真结果。与现有技术相比，本发明具有仿真准确率高、符合实际需求等优点。

技术领域

本发明涉及人群疏散仿真领域，尤其是涉及一种面向随机扰动的交通枢纽候车厅人群流动仿真方法及装置。

背景技术

近年来人群踩踏事件频发，为避免更多此类悲剧的发生，亟待深入研究行人流的演变和发展规律，分析行人流中群集的宏观特征，以及群体间的相互作用机制，从而及时有效的管控大规模行人流动。目前行人流理论与仿真建模迅速发展，传统的行人流动模型分为微观模型和宏观模型，而宏观模型比微观模型易于描述规模庞大的交通系统，迭代计算速度快，且能很好地诠释交通系统宏观、动态的交通参数，如速度、密度、流量的变化情况等。

到目前为止，基于宏观模型理论进行行人人流仿真建模，尚存在若干不足：1)随机扰动是常见的人群流动干扰现象，如：人群对冲、行人摔倒、行李动态障碍、暴恐、疫情恐慌等，但是现有的动力学仿真建模未考虑这些干扰因素。2)万人以上的大规模人群动力学仿真研究不多，不足以满足实际应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种仿真准确率高、符合实际需求的面向随机扰动的交通枢纽候车厅人群流动仿真方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种面向随机扰动的交通枢纽候车厅人群流动仿真方法，包括：

基于流体力学，建立人群疏散宏观动力学模型，该模型包括连续性方程和行人路径选择条件；

在所述人群疏散宏观动力学模型中添加随机扰动，获得人群流动扰动模型；

采用所述人群流动扰动模型进行人流仿真，并显示仿真结果。

进一步地，所述行人路径选择条件包括到达目的地总的瞬时旅行费用最小。

进一步地，所述人群疏散宏观动力学模型表示为：

u(x,y,t):＝U_e(x,y,ρ)

且满足如下边界条件：

其中，ρ_t(x,y,t)表示t时刻在(x,y)处的行人密度，表示行人流流量，Ω表示二维行人流场，U_e(x,y,ρ)表示行人流密度的单调递减函数，c(x,y,t)为费用函数，表示在时间t时，设施中单位移动距离的局部旅行费用，φ(x,y,t)为费用位函数，表示在t时刻从出发点(x,y)，到达目的地的总的瞬时旅行费用，ρ₀(x,y)为初始零时刻的行人流密度，Γ_o、Γ_d和Γ_h分别表示入口边界、出口边界和障碍物边界，q_in(x,y,t)代表通过来流边界的流量强度，表示二维行人流场Ω的边界的外法向的单位向量，符号“:＝”表示等价于。

进一步地，所述随机扰动包括人群对冲、行人摔倒和/或疫情恐慌。

进一步地，添加所述随机扰动后，获得的人群流动扰动模型中的局部旅行费用c(x,y,t)表示为：