恐慌状态下人群行为动力学模拟

摘要

本文针对多数行人在有限空间的一些群体行为特征，运用自推粒子模型对其行为进行讨论和研究。 本文首先介绍了行人与行人之间及行人与周围边界之间的相互作用力，从而引入“社会力(social force)”及行人所具有的“自推力(self-driven foree)”的概念及其物理意义。 第二章主要介绍了在自推粒子组成的系统中一种奇异的相变——通过加热而冻结(freezing by heating)。组成这种模型的粒子受相反方向的驱动作用，且通过简单的排斥力发生相互作用，这种粒子在周期性窄带上做连续运动(如在二维管道里)，且受随机力作用。对于这种系统我们发现他们有趣的相变特性是：具有较高能量的结晶态是通过提升扰动的数量从液态中获得的，此过程越过了短暂的无序态。通过这一现象的分析，有助于我们更深入地理解行人流模型中堵塞现象发生的深层原因。 第三章主要是在前两章的基础上研究了在一个正方形的房间内当突然发生紧急情况(如火灾)时，影响行人逃离房间的各种因素，通过计算机模拟得出了行人逃跑的渴望速度越快越容易发生堵塞，即所谓的“越快越慢效应”。为了能使行人有效地逃离房间，在高密度的情形下我们加一个挡板，通过计算机模拟我们发现加了挡板之后有效的缩短了行人的逃离时间，我们还研究了挡板在不同的位置及挡板自身的长度对逃离时间及系统平均速度的影响。从而为大型建筑物及道路的车道的分布、交通绿岛的设计提供一种计算方法及参考。

目录

文摘

英文文摘

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前 言

第一章基本概念与背景

1.1行人动力学的社会力模型

1.1.1社会力的基本概念

1.1.2社会力模型简述

1.2同类交通流理论

1.3具有自推的Bromnian粒子模型

1.3.1被驱动的Brownian粒子

1.3.2自推的行人模型

第二章通过加热而冻结

2.1引言

2.2基本公式及相关理论

2.3模型分析

2.4运动效率

2.5总能量

2.6小结

第三章逃生恐慌的动力学摸拟

3.1恐慌状态下行人的行为特征

3.2模型的基本假设及理论分析

3.3计算机模拟及其结果的分析

3.3.1恐慌逃生的现象及其特征

3.3.2采取的措施后行人的特征及分析

第四章结论与展望

Reference

致谢