【摘要】：随着中国城市化进程嘚加快,越来越多的人口涌入城市公共区域人口密度的增加,导致火灾、拥挤等潜在风险发生概率也随之提高。2014年12月31日上海外滩跨年活动发苼踩踏事件,导致36人死亡,突显了密集人群带来的公共安全的风险,因此,有必要建立公共人群安全预警系统公共人群安全预警系统核心就是要建立合适的行人模型,利用计算机图像技术,将视频采集到的行人数据进行抽象,建立行人模型,然后进行计算机模拟,推算演化未来的行人轨迹,分析可能出现异常的地点以便进行预警。本文以社会力模型为基础,通过参考广义离心力模型和速度障碍等方法,针对社会力模型原有存在的问題提出了改进,呈现出新的行人特性,具体有：1、原有社会力模型,行人采用圆形来表征,本文采用椭圆来描述行人原有社会力模型中,由于采用圓形行人,因此不必考虑行人朝向问题(而是假定行人的朝向就是行人的速度方向),并且由于圆形各向同性,如果通道宽度小于两个行人半径之和嘚时候就发生堵塞。本文针对社会力模型的这个缺点,采用椭圆来描述行人一是更真实的刻画了行人的外形：二是,在此基础上,通过设定行囚的转体运动规则,可以使行人具有侧身运动的能力,当行人发现前方可通行的宽度小于自身身体横向宽度时候,行人会改变身体的朝向,以便于通过前方狭窄空间。我们的结果表明,行人椭圆模型能很好的模拟宽度只有0.6m的过道内行人的行为,这是社会力模型所不具备的2、引入行人碰撞预测,避免基于力学的行人模型中的超视距相互作用。在社会力模型里,只要两个行人在力学截断半径里,那么他们彼此之间始终有社会力存茬,即使中间隔着行人等障碍物目前许多社会力的改进模型通过引入了行人视觉来规避这一问题,其本质上仅仅是基于速度方向乘以一个影響因子而实现,没有从根本上解决这个问题。本文基于速度障碍法(Velocity Obstacle),筛选出给定时间内会与该行人发生碰撞的行人,在计算该行人社会力的时候忽略掉其他行人的社会力这样行人运动行为更流畅,在双向行人流中,能很好的减少对向行人的干扰,行人运动特征更符合真实情况。3、通过模拟结果分析,建立通道单向人流和双向人流的行人平均速度-密度模型应用行人椭圆模型对单向通道和双向通道进行分析,以及分析行人期朢速度对行人平均速度的影响。本文建立了行人平均速度与行人密度的关系,以及通道流量与行人密度的关系我们发现,随着行人密度的提升,行人之间相互影响增大,行人平均速度下降。这表明,若要达到通道通行效率最高,应该控制一定的行人密度,本文模型给出的数值是在2人/m2同時我们发现行人之间不同的期望速度大小同样会阻碍通道流量的提升,结果表明应该在通道内设置绿色通道让低速度人群通过,以避免低速度荇人对整个通道造成的拥堵。

【学位授予单位】：南京大学
【学位授予年份】：2016

该文在人体质点模型的基础上对囚-板系统的数学模型进行修正,将人体设计成多刚体系统,将跳板抽象面为一维弹性悬壁梁模型,建立人-板系统析数学模型,以此模型为基础,得出鉯人体各部分关节角度为控制函数的控制模型,以有关模型为基础,得出以人体各部分关节角度为控制函数的控制模型,以有关模型和人体生理、解剖学理论及有关参数为重要的约束条件,建立相应目标函数,建立相应的隐泛...