交通樞紐行人仿真建模與應(yīng)用

第1章 引言

第2章 行人仿真模型綜述

2.1 行人仿真模型分類

2.2 微觀行人仿真模型研究

2.3 基于社會(huì)力的微觀行人仿真模型原理

2.4 顆粒離散元素法應(yīng)用于社會(huì)力模型的意義與必要性

第3章 顆粒離散元素法及應(yīng)用于行人仿真的適應(yīng)性分析

3.1 顆粒離散元素法基本原理及流程

3.1.1 基本原理

3.1.2 計(jì)算流程

3.2 顆粒離散元方法與社會(huì)力模型結(jié)合適用性分析

3.2.1 顆粒離散元法在交通領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用

3.2.2 解決行人運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)

3.2.3 離散元與社會(huì)力模型結(jié)合的適用性

3.3 基于顆粒離散元法的行人運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析

3.4 主流仿真平臺(tái)及應(yīng)用簡(jiǎn)介

3.5 本章小結(jié)

第4章 交通樞紐行人交通特性

4.1 交通樞紐行人構(gòu)成

4.1.1 年齡結(jié)構(gòu)

4.1.2 性別比例

4.1.3 結(jié)伴比例

4.1.4 攜帶行李行人比例

4.2 交通樞紐行人微觀運(yùn)動(dòng)行為特征

4.2.1 行人個(gè)體空間占有特征

4.2.2 行人速度特征

4.2.3 行人步行行為特征

4.2.4 行人結(jié)伴行為特征

4.3 不同步行設(shè)施的行人交通特征

4.3.1 通道內(nèi)行人交通特征

4.3.2 樓梯處行人交通特征

4.3.3 候車(chē)站臺(tái)內(nèi)行人交通特征

4.3.4 檢票機(jī)處行人交通特征

4.4 本章小結(jié)

第5章 基于離散元與社會(huì)力組合模型的行人仿真

5.1 行人運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析

5.2 基本運(yùn)動(dòng)方程建立

5.2.1 驅(qū)動(dòng)力

5.2.2 排斥力

5.2.3 接觸力

5.2.4 行人基本運(yùn)動(dòng)方程

5.3 模型參數(shù)標(biāo)定

5.3.1 行人特征參數(shù)

5.3.2 社會(huì)力模型參數(shù)

5.3.3 接觸模型參數(shù)

5.4 仿真實(shí)現(xiàn)

5.4.1 仿真模型構(gòu)建思路

5.4.2 行人屬性及運(yùn)動(dòng)空間定義

5.4.3 行人運(yùn)動(dòng)方程建模

5.4.4 仿真結(jié)果

5.5 本章小結(jié)

第6章 基于橢圓形體的不同服務(wù)設(shè)施內(nèi)行人仿真模型構(gòu)建

6.1 不同服務(wù)設(shè)施內(nèi)的行人運(yùn)動(dòng)

6.2 基于橢圓形體的行人模型構(gòu)建

6.2.1 行人橢圓形體模型

6.2.2 橢圓形體模型凈距算法

6.3 不同服務(wù)設(shè)施內(nèi)行人運(yùn)動(dòng)模型

6.3.1 接觸力

6.3.2 驅(qū)動(dòng)力

6.3.3 排斥力

6.4 本章小結(jié)

第7章 結(jié)伴行人模型構(gòu)建

7.1 結(jié)伴行為研究現(xiàn)狀

7.2 領(lǐng)導(dǎo)者與跟隨者特征

7.3 基于Agent的動(dòng)態(tài)目標(biāo)路徑選擇模型

7.3.1 作用域與優(yōu)先級(jí)

7.3.2 動(dòng)態(tài)目標(biāo)路徑選擇模型

7.4 結(jié)伴行人模型構(gòu)建

7.4.1 驅(qū)動(dòng)力

7.4.2 排斥力

7.5 本章小結(jié)

第8章 行人微觀仿真平臺(tái)DEASF

8.1 行人仿真平臺(tái)功能模塊

8.1.1 輸入模塊

8.1.2 場(chǎng)景構(gòu)建模塊

8.1.3 仿真模塊

8.1.4 輸出模塊

8.2 行人運(yùn)動(dòng)模型建模

8.2.1 行人仿真基本流程與實(shí)現(xiàn)方法

8.2.2 通道處行人運(yùn)動(dòng)仿真建模

8.2.3 樓梯扶梯處行人運(yùn)動(dòng)仿真建模

8.2.4 檢票機(jī)處行人運(yùn)動(dòng)仿真建模

8.2.5 候車(chē)站臺(tái)處行人運(yùn)動(dòng)仿真建模

8.3 本章小結(jié)

第9章 實(shí)證研究分析

9.1 高密度情形下行人異質(zhì)行為的影響研究

9.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)定

9.1.2 仿真結(jié)果分析

9.2 不同行人設(shè)施的密度高點(diǎn)與危險(xiǎn)點(diǎn)分析

9.2.1 通道處密度高點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)分析

9.2.2 樓梯扶梯處密度高點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)分析

9.2.3 檢票機(jī)處密度高點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)分析

9.2.4 候車(chē)站臺(tái)處密度高點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)分析

9.3 考慮結(jié)伴行為的通道寬度研究

9.3.1 有無(wú)結(jié)伴情況下不同通道寬度值對(duì)行人流速度影響分析

9.3.2 不同流量下通道寬度建議值研究

9.4 本章小結(jié)

第10章 基于有限元理論的社會(huì)力模型探索研究

10.1 基于有限元理論的行人仿真分析方法

10.2 基于有限元理論的社會(huì)力模型改進(jìn)

10.2.1 行人質(zhì)量假設(shè)

10.2.2 社會(huì)心理力改進(jìn)

10.2.3 接觸力模型改進(jìn)

10.3 有限元方法求解過(guò)程分析

10.3.1 求解假設(shè)

10.3.2 基本運(yùn)動(dòng)方程

10.3.3 平衡方程

10.4 參數(shù)標(biāo)定與仿真實(shí)現(xiàn)

10.4.1 雙向行人通道建模與參數(shù)標(biāo)定

10.4.2 模型驗(yàn)證及仿真實(shí)現(xiàn)

10.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

本書(shū)就軌道交通樞紐行人仿真建模及應(yīng)用進(jìn)行研究，針對(duì)現(xiàn)有行人仿真社會(huì)力模型的計(jì)算效率低、一些現(xiàn)象仿真失真的情況進(jìn)行修正和完善，提出顆粒離散元發(fā)進(jìn)行建模的心思路，該書(shū)可為從事交通樞紐行人仿真研究人員開(kāi)拓研究思路并拓展新的研究方向，也可作為交通工程專業(yè)本科生、交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理學(xué)科研究生教學(xué)參考用書(shū)，還可供從事交通樞紐規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理相關(guān)人員學(xué)習(xí)并參考使用。

體系工程已經(jīng)成為目前系統(tǒng)工程領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)，也是系統(tǒng)工程未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。對(duì)體系工程的研究是從很多不同的領(lǐng)域和應(yīng)用中起步的，既需要理論創(chuàng)新，也需要實(shí)踐探索和總結(jié)。建模與仿真方法可以為體系工程研究提供多種方式的支持，建?？梢栽诤艽蟪潭壬蠋椭覀兏玫乩斫庀到y(tǒng)的設(shè)想并開(kāi)展分析，而通過(guò)仿真得到數(shù)值結(jié)果可以幫助了解體系的動(dòng)態(tài)行為。

《建模與仿真在體系工程中的應(yīng)用》主要展示了如何使用建模與仿真方法來(lái)促進(jìn)體系研究的工作。

《建模與仿真在體系工程中的應(yīng)用》介紹了體系的基本概念、建模與仿真技術(shù)及其與體系的聯(lián)系、建模與仿真相關(guān)理論方法，并結(jié)合國(guó)土安全分析、空中交通系統(tǒng)、歐洲空間局（ESA）體系結(jié)構(gòu)等建模與仿真在體系研究中的真實(shí)應(yīng)用案例，從方法論角度提出了經(jīng)驗(yàn)與展望。

《建模與仿真在體系工程中的應(yīng)用》是運(yùn)籌學(xué)、工程學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、建模、仿真以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域初學(xué)者和從業(yè)人員的理想?yún)⒖假Y料，也可作為建模和仿真、工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域研究生和博士生的精品課教材。

本書(shū)是中國(guó)工程院“中國(guó)工程科技論壇”系列叢書(shū)之一。近年來(lái)，系統(tǒng)仿真方法、技術(shù)及其應(yīng)用研究吸引了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，研究?jī)?nèi)容也越來(lái)越廣泛，已成功地應(yīng)用于航空航天、信息、生物、材料、能源、先進(jìn)制造等高新技術(shù)領(lǐng)域以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、教育、軍事、交通、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、生命、生活服務(wù)等幾乎社會(huì)各行業(yè)的系統(tǒng)論證、試驗(yàn)、分析、維護(hù)、運(yùn)行、輔助決策及人員訓(xùn)練、教育等。目前，新一代建模與仿真技術(shù)正在向以“數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、服務(wù)化、普適化”為特征的現(xiàn)代化方向發(fā)展。本書(shū)圍繞“現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展”的主題，對(duì)建模與仿真的理論基礎(chǔ)、仿真發(fā)展的頂層技術(shù)框架、建模與仿真的發(fā)展思路等內(nèi)容進(jìn)行了深入探討，有助于凝聚對(duì)現(xiàn)代建模與仿真發(fā)展的共識(shí)，使系統(tǒng)仿真盡快成長(zhǎng)為成熟的學(xué)科，從而更加有力地推動(dòng)仿真技術(shù)的全面應(yīng)用。本書(shū)適合相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、技術(shù)人員、高校師生閱讀。

本書(shū)將管理科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分類總結(jié)，在闡述了系統(tǒng)建模、系統(tǒng)仿真等的概念內(nèi)涵、基本理論、基本方法與技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)圍繞基于MATLAB和NetLogo兩種工具軟件的管理科學(xué)問(wèn)題的建模與仿真進(jìn)行了詳細(xì)實(shí)例講解與分析。本書(shū)中，在MATLAB工具軟件應(yīng)用部分，圍繞管理領(lǐng)域中的預(yù)測(cè)問(wèn)題、分類問(wèn)題、評(píng)價(jià)問(wèn)題、優(yōu)化問(wèn)題等幾類主要問(wèn)題，對(duì)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)、層次分析法、遺傳算法、模擬退火算法、粒子群算法等在內(nèi)的建模仿真方法的基本原理、應(yīng)用步驟、實(shí)例、程序代碼等進(jìn)行了詳細(xì)講解；在NetLogo工具軟件部分，強(qiáng)調(diào)了建模仿真技術(shù)的操作性，通過(guò)層層深入的實(shí)例逐步明晰了該建模仿真技術(shù)的操作步驟，后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)危機(jī)信息傳播演化仿真這一綜合實(shí)例系統(tǒng)地講解了如何對(duì)某一管理科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行模型構(gòu)建與仿真。