行人格子流體力學(xué)模型、信息疏散作用及交通能耗的研究.pdf

1、近年來，伴隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，大量人口不斷地涌進(jìn)城市，這給我們帶來了許多社會(huì)問題，行人交通問題就是其一。事故頻發(fā)、堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，行人交通擁堵帶來的巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失已經(jīng)引起了社會(huì)的關(guān)注。為了更好地解決行人交通堵塞問題，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)物理、非線性科學(xué)和流體力學(xué)等學(xué)科的理論和研究方法，建立合適的行人交通流模型來研究行人堵塞問題，為交通預(yù)測(cè)、規(guī)劃和管理提供科學(xué)理論指導(dǎo)。
　　 本文針對(duì)交通擁堵問題，通過理論分析和數(shù)值模擬，建立了行人流

2、格子流體力學(xué)模型、高層建筑的逃生模型，研究了信息對(duì)行人疏散過程的作用以及NaSch元胞自動(dòng)機(jī)混合交通模型的能耗問題。主要工作如下：
　　 (1)根據(jù)Nagatani等人提出的二維車輛交通格子流體力學(xué)模型，建立了二維行人交通格子流體力學(xué)模型，應(yīng)用線性穩(wěn)定性分析得出了穩(wěn)定性條件，通過攝動(dòng)理論推導(dǎo)出了堵塞演化的mKdV方程，在相圖中理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果相吻合。
　　 (2)根據(jù)Nagatani等人提出的二車道車輛交通格子流體

3、力學(xué)模型，將二維行人交通格子流體力學(xué)模型擴(kuò)展到可改變路徑的二維行人交通格子流體力學(xué)模型，同樣應(yīng)用線性穩(wěn)定性分析得出了穩(wěn)定性條件，通過攝動(dòng)理論推導(dǎo)出了堵塞演化的mKdV方程，在相圖中，對(duì)于較小的路徑改變概率，理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果相吻合。
　　 (3)將Muramatsu等人提出的二維格子氣模型擴(kuò)展到三維情況，建立了三向行人交通的格子氣模型并將其擴(kuò)展為六向行人交通的格子氣模型。通過數(shù)值模擬研究了兩個(gè)模型在周期邊界條件下，行人密度對(duì)

4、行人的平均速度的影響，偏向強(qiáng)度D對(duì)行人的平均速度的影響，以及繪制了行人堵塞的斑圖。
　　 (4)將輿論動(dòng)力學(xué)與行人交通的格子氣模型結(jié)合，研究了行人的動(dòng)力學(xué)行為與信息傳遞的關(guān)系。數(shù)值模擬分析了行人平均速度隨時(shí)間的變化關(guān)系；信息傳播的平均速度、行人平均速度隨總進(jìn)入密度的變化關(guān)系；系統(tǒng)尺寸對(duì)信息傳播的平均速度、行人的平均速度的影響。
　　 (5)以元胞自動(dòng)機(jī)NaSch模型為基礎(chǔ)，提出了混合交通的能耗的計(jì)算公式，分析了長(zhǎng)短車混合