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，伴隨著中國城市化進程的加快，大量人口不斷地涌進城市，這給我們帶來了許多社會問題，行人交通問題就是其一。事故頻發(fā)、堵塞現(xiàn)象嚴重，行人交通擁堵帶來的巨大的生命財產(chǎn)損失已經(jīng)引起了社會的關(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、規(guī)劃和管理提供科學(xué)理論指導(dǎo)。
　　 本文針對交通擁堵問題，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，研究了信息對行人疏散過程的作用以及NaSch元胞自動機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，通過攝動理論推導(dǎo)出了堵塞演化的mKdV方程，在相圖中，對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)值模擬研究了兩個模型在周期邊界條件下，行人密度對

4、行人的平均速度的影響，偏向強度D對行人的平均速度的影響，以及繪制了行人堵塞的斑圖。
　　 (4)將輿論動力學(xué)與行人交通的格子氣模型結(jié)合，研究了行人的動力學(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入密度的變化關(guān)系；系統(tǒng)尺寸對信息傳播的平均速度、行人的平均速度的影響。
　　 (5)以元胞自動機NaSch模型為基礎(chǔ)，提出了混合交通的能耗的計算公式，分析了長短車混合