行人交通模拟及安全管理

本书主要分析行人交通研究的基本模型以及人群疏散的宏观、微观动态，以及人与人之间的相互作用行为，有益于将从研究行人交通系统过程中获得的普适性规律应用于指导、管理实际人群疏散，进一步提高行人交通设施的利用与管理效率。本书的特点与独到之处如下： （1）学术思想方面：充分尊重以后研究工作，特别是基础行人交通模型的研究成果，利用数学公式与物理机理分析的方法，重塑了典型模型的精髓。本书是完整的学术研究逻辑思路的范例，揭示学术思想形成的逻辑过程。 （2）内容范围方面：本书内容涉及行人交通模型的发展、模型建立过程、再现人群疏散的宏观现象、行人之间的微观作用行为等。 （3）结构体系方面：本书内容共7章，采用逐层深入研究的结构方式。 （4）写作特点方面：本书采用实际问题引导的方式，从现实中的疏散问题、疏散事故、人行设施的布局等方面出发，围绕能把安全行走的方式量化的思路，提出疏散问题，找到解决问题的方法，并根据行人交通模型、分析模型与实际情况的差别不断地改进模型，建立符合实际问题的模型，再采用论证的方式，模拟验证安全疏散策略的有效性与可行性等。

本书从数学函数表示与物理机理分析的角度，系统论述行人交通仿真模型构建的微观机理，模拟人群特征的宏观现象，并深入分析内在机制，量化分析安全疏散策略。全书围绕势函数场元胞自动机模型的建立、分析、优化以及应用于实现安全疏散策略的量化等展开，为人群聚集场所和大型活动设施布局、设计、管理疏导和应急疏散提供理论支持。
本书可作为行人交通研究领域基础知识的入门参考书，也可以供交通规划与管理、管理科学与工程、应用数学等相关专业的师生及科研人员参考。

第1章绪论1
1.1行人交通1
1.2行人交通模型及其发展4
1.2.1行人流连续模型5
1.2.2行人流半离散模型8
1.2.3行人流离散模型12
1.2.4行人交通模型发展评述18
1.3人群疏散行为20
1.3.1人群踩踏事故20
1.3.2人群疏散宏观现象21
1.3.3人群疏散微观行为22
1.3.4行人博弈心理行为24
1.4本书的主要内容27
第2章行人流地场元胞自动机模型30
2.1地场元胞自动机模型30
2.1.1模型基本规则31
2.1.2地场定义32
2.1.3模型更新规则35
2.2改进地场的类型38
2.2.1基于最短距离路径的地场38
2.2.2基于最短时间路径的地场43
2.3更新规则的发展47
2.4本章小结56
第3章势函数场元胞自动机模型57
3.1势函数场模型描述57
3.2势函数场58
3.2.1连续区域的势函数场58
3.2.2离散区域的势函数场60
3.3模型更新规则62
3.3.1确定移动概率62
3.3.2解决冲突63
3.4模拟与分析64
3.4.1行人疏散宏观动态64
3.4.2两组行人流疏散动态69
3.5本章小结77
第4章含有聚集力场的预测势函数场元胞自动机模型78
4.1预测势函数场模型描述78
4.2预测费用势函数场80
4.3聚集力场82
4.4预测模型更新规则84
4.4.1聚集力作用下的移动概率85
4.4.2解决冲突86
4.5疏散仿真模拟与机理分析87
4.5.1具有瓶颈出口长廊的行人流问题87
4.5.2具有90°转角通道的行人流问题91
4.6本章小结93
第5章斜坡人行设施行人流势函数场元胞自动机模型95
5.1斜坡设施模型概述95
5.2具有坡度影响的势函数场96
5.3斜坡下聚集推力场98
5.4位置更新规则100
5.5倒地现象模拟101
5.6本章小结105
第6章人群下坡疏散结队行走策略106
6.1模型简述及更新规则106
6.2倒地现象模拟111
6.3两人结队行走策略模拟113
6.4本章小结117
第7章双出口斜坡设施行人安全疏散策略118
7.1双出口斜坡人行设施模型概述118
7.2双出口斜坡人行设施的费用势函数场119
7.3考虑上下坡情形的聚集推力场120
7.4更新规则121
7.5模拟及分析出口分布策略123
7.6本章小结131
参考文献132