多实验场景下儿童群集运动的行为分析与优化管理

In recent years, the successive children’s stampede events have aroused widespread concern in society. Children are considered a vulnerable group in society, and their cognitive skills and basic locomotivity are significantly different from those of adults. However, most of the current theories and models in the area of pedestrian movement behavior are established for the adult population, which might not be suitable for the organization and management of children’s collective movement. To this end, this project aims to build and improve the existing theoretical framework of the children movement behavior. A series of experiments will be conducted to investigate children behavior during collective movement in multi-experimental scenarios. Video analysis technology will be used to extract and identify children’s basic movement parameters and behavioral characteristics. Then, the empirical models and agent based micro-simulation models for children will be established and be used to find the optimal plan for children’s group activities in campus.

近年来儿童踩踏事件的不断发生，引起社会的广泛关注。儿童是社会的特殊群体，其认知水平和运动能力和成年人有着显著的差异。然而目前行人运动行为的理论、模型都是以成年人群为对象建立起来的，难以适用于指导儿童群集运动的组织管理。为此，本项目将致力于完善现有的儿童运动行为研究的理论体系。通过组织多场景下儿童群集运动的实验，利用视频分析技术获得儿童群体的基本运动参数及行为特征，构建反应儿童群集运动特性的经验模型和微观仿真模型，并采用仿真优化的方法探究校园场景中儿童群体活动的组织管理优化。

儿童是社会的特殊群体，其认知水平、运动能力和成年人有着显著的差异。然而目前行人运动行为的理论、模型都是以成年人群为对象建立起来的，难以适用于指导儿童群集运动的组织管理。为此，本项目致力于完善现有的儿童运动行为研究的理论体系。项目开展了幼儿群体在单向流场景下正常行走以及捂鼻疏散的运动实验，定量分析了幼儿群体单向流运动的流密速关系、速度离散性以及个体超越行为等基本运动特性。组织了不同年龄段幼儿个体的对向流运动实验，获得了不同年龄段幼儿在双向行人流场景中的速密关系，为相应儿童步行设施的设计和服务水平评价提供参考依据；并结合Voronoi邻居和社会力模型构建拥挤风险计算方法，为校园安全管理和预警提供一套可行的方案。开展了幼儿群体手牵手运动行为实验研究，实验设置了正常行走以及手牵手行走两种情境。实验结果揭示出整体而言手牵手行走模式并不能显著提高儿童群集运动的交通效率。通过对儿童跟随运动行为的研究发现，儿童在跟随运动过程中的特征延迟时间与密度相关，而与运动群体的年龄、性别分布以及领导者特征的相关性不显著。开展了不同出口布局设计情境下的儿童群体疏散行为实验，通过视频提取和轨迹分析揭示了不同出口布局对于儿童群体的疏散行为的影响。项目的研究极大地丰富了以儿童群体为对象的行人运动行为数据及理论，为儿童群集运动的组织和管理提供了有力的数据支撑和科学依据。