L型步行通道内行人转弯行为的实验分析与仿真

摘要

以L型步行通道内的单向行人流为研究对象,基于可控实验与微观仿真研究行人转弯行为.首先,构建转弯区无障碍物、障碍物沿转弯区对角线布局、以及障碍物垂直转弯区对角线布局三种实验场景,通过行人可控实验分析行人移动轨迹、速度分布等行为特征;然后,基于L型通道内的行人微观行为,改进基于Voronoi图的速度修正仿真模型,制定并嵌入行人通过L型通道的转弯规则;最后,分别对有/无障碍物以及非对称L型通道场景进行仿真研究,模拟再现行人的转弯行为,分析研究不同阶段行人速度与个体密度的分布情况.研究发现:基于行人的移动行为,L型通道可分为垂直直行区域、过渡区域、转弯区域和水平直行区域;行人在通过转弯区域时会形成"隐形瓶颈"和"弯道三角形闲置区域",产生一定的流线压缩;改进的仿真模型,可以模拟再现行人通过弯道区域时呈现光滑弧线的移动轨迹,并能观察到"隐形瓶颈"和"弯道三角形闲置区域"现象;同时,行人流依次通过L型通道的四个区域时,其速度分布情况与行人实验数据相吻合,呈现先增后减再增"波浪式"变化的特点.该仿真模型也模拟再现了由于转弯行为导致行人局部密度变化的情况,彼此印证了行人速度与局部密度变化的统一性.对"隐形瓶颈"的认知,有助于合理利用和设计L型通道转弯区域.