摘要：行人运动是社会生活中的常见场景。本课题的研究对象为多向行人流中的交叉流问题。在数值试验过程中，将分析边界条件（入流密度与系统内的平均密度）、行人的换位行为等因素在对冲问题中的作用。本课题计划采用文献[17]中已有的考虑换位的背景场多向元胞自动机模型进行疏散问题的研究。该模型的基本组成部分为表征行人基本寻路能力的背景场和非同向行人间换位的假定。与传统的元胞模型相比该模型赋予高密度情况下非同向行人运动更多自由度，能够基本消除在常见模型中不合理的低密度死锁现象；本课题将利用该模型研究交叉流问题的各个方面，涵盖行人流的宏观和微观特性。

关键词： 动态场，静态场，自组织现象，换位行为

Abstract:  Pedestrian movement is a common scene in social life. The research object of this subject is the hedging problem in the crowd. During the numerical test, the boundary conditions (the inflow density and the average density in the system) and the displacement behavior of pedestrians are analyzed. The basic parameters of the model used in this project will be calibrated based on the basic parameters of the model. In this project, we plan to study the evacuation problem in the background field of multi-directional cellular automata model in the literature. The basic component of the model is the assumption of the background field and the transfer between the non-concentricity and the pedestrian. Compared with the traditional cellular model, this model gives more freedom to the non-homogenous pedestrian movement in high density, and can basically eliminate the unreasonable low density deadlock phenomenon in the common model. This paper will use this model to study various aspects of hedging problems, covering the macroscopic and microscopic characteristics of pedestrian flow.

KeyWords:  Dynamic field, static field, self-organizing phenomenon, transposition behavior.

目录

1 绪论 4

1.1 研究的目的和意义 4

1.2 国内外研究现状 4

2 研究内容 5

2.1 问题的提出 5

2.2 模型的建立 7

2.2.1 模型的假设 7

2.2.2 模型定义 10

2.2.3  模型建立 13

3 结果分析 13

3.1 交叉成带现象 13

3.2 实测分析 15

4 总结 17

致谢 18

参考文献 18

1 绪论

1.1 研究的目的和意义

从动力学角度看，行人运动可以被看成是一种特殊的颗粒流动，在流动过程中这些颗粒自我驱动下表现出某些特殊的现象。与传统的液体等一般流体不同，行人流动力学研究往往还要涉及社会学与心理学因素。这些因素与传统的动力学因素相结合，使大量相对微观的行人个体行为在宏观上表现出许多非平衡态物理所特有的性质。特别值得研究的内容之一即行人流动力学中的诸多自组织现象，例如疏散问题中的成拱现象，多向行人流，行人交叉成带，行人交叉成带等，这一问题吸引了数学，力学，物理，安全工程等各个研究领域的学者从各个角度去阐述、解释这一问题。

行人运动中的多向流是一个颇为有趣的问题。在研究的过程中，通常以两组预定运动路径交叉的行人为主要研究对象。一些经典的实验观测表明在上述过程中存在着丰富且有趣的物理现象：当两组行人的预定运动方向交叉时，我们可以观察到所谓成带现象（典型特征是与原有运动方向接近45度的路径偏移）；当两组行人的预定运动方向正好相反时，观测结果表明此时往往会出现成带现象（典型特征是两组行人形成若干条互相不干扰的行人队列）。这些有趣的问题蕴含了丰富的自组织现象，是自驱动的行人个体出于减小自身运动耗费的潜意识而自发形成的宏观现象，这种多颗粒系统的演化过程非常值得仔细研究。