基于实测验证的个体受力与群体运动协同演变机理研究

Crowd evacuation during emergency as a special pedestrians flow phenomenon for the group die and injury because of crushing and trample become crowded research hot spot. The study is based on observations from the micro analysis the crowd of individual sport process to stress, key for extremely high density condition by individual modeling and analyzing the impact extrusion, determined by the experiment individual different damage degree extrusion pressure threshold value range.The representative group activity to use portable pressure measuring instrument for the crowd extrusion stress individual measurement, combined with the video surveillance video extracting selected area population density, speed, the macro movement parameters, establishes the impact extrusion and density, speed, the parameters and forecasting analysis experience formula. Introducing an equilibrium statistical thermodynamic entropy to panic group the nature of the sport characterized. Based on individual stress simulation model and extrusion pressure threshold of normal and panic situation and characteristics of the crowd movement behavior simulation, the study of individual stress and the group panic movement parameter coordination evolution process. This study not only can be used to discover the crowd and trample the accident cause mechanism and the dynamic evolution rule, and the large public places and events during held high density crowd monitoring and warning provides the technical support.

紧急状况下的人群疏散作为一类特殊行人流现象由于易引发群死群伤的拥挤与踩踏事故成为研究热点。本项目基于观测实验从分析人群中的微观个体运动过程受力着手，重点对极高密度状况下个体所受的挤压力进行建模分析，通过实验确定个体不同伤害程度挤压力阈值范围。选取典型群体活动采用便携式压力测量仪对人群中个体挤压受力进行测量，结合视频监控录像提取选定区域内人群密度、速度等宏观运动参数，建立挤压力与密度、速度等参量经验公式并进行预测分析。引入非平衡态统计热力学熵对恐慌群体运动的本质特性进行表征。基于个体受力仿真模型及挤压力阈值对正常和恐慌状况下人群运动和行为特征进行仿真模拟，研究恐慌个体受力与群体运动参量协同演变过程。该研究不仅可用于揭示人群拥挤与踩踏事故致因机理及动力学演化规律，并对大型公共场所和大型活动举办期间高密度人群监控和预警提供技术支持。

以行人行为及交通流特性为基础的行人疏散动态性研究已经引起国内外科研人员的高度重视，由于行人自主的灵活性以及行人彼此之间较强的非线性相互作用，行人流的运动是一个极其复杂的物理过程，尤其是在火灾、爆炸等紧急情况下人员疏散，更是一种特殊而又复杂的行人流现象，研究行人在疏散过程中的行为特征和演变机理，对于准确把握大规模人群的运动规律，以及对人群安全的有效管控有重要意义。本项目以真人实验为基本手段，研究行人在实验室环境中的紧急疏散行为。研究成果一：搭建了模拟真人疏散行为的实验室，利用实验室内可移动墙体，能够构成多种疏散场景，可进行人群疏散行为的实测研究，以及辅助疏散仿真模型的验证和提供改进建议；研究成果二：通过人群紧急疏散的实验研究，分别分析了人员在疏散过程中的路径选择行为以及不同性别的行为模式，研究得出，现有仿真模型的整体路径规划算法并不符合实际情况，在实验中发现，人员的疏散决策呈现明显的分阶段进行的现象，另外，实验发现，女性在疏散过程中倾向于选择拥堵程度较低的路径，即便是在紧急情况下，这些都是需要在仿真模型中考虑的因素；研究成果三：结合实际情况，在开放式景区和民航客机等人群密集场所的紧急疏散进行案例研究，开发智能应急疏散系统，并在北京什刹海风景区上线应用，实现对客流拥堵的监测预警，疏导预案的配置和发布，遇到突发事件，结合当地的应急资源，有效疏散人群，环境拥堵、避免踩踏事故发生。