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基于PTSim的双向行人流实验
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张诗波
“双向”是指同时存在两股相向流动的行人流。图4-5为在PTSim中构建的双向行人流仿真场景，通道宽6米，长20米。红色Agent从左向右运动，黑色Agent从右向左运动；到达对方发车区域后消失。由于两股行人流比例的不同对整个行人流特征影响很大，要想定量分析双向行人流显得尤为复杂。本节重点讨论两个问题：（a）等比例情况下行人流在不同服务水平下的流通能力；（b）双向行人流自组织特性；（c）双向行人设施改进措施。
图4-5 PTSim双向行人流仿真
（红色个体从左往右走，黑色个体从右往左走）
（a）流通能力
不同服务水平下，行人设施所能提供的流通能力是不一样的，这与道路通行能力是一致的。本文借鉴HCM2000[87]（见3.4）中关于行人交通流服务水平的划分，在PTSim平台上仿真了等比例构成下6米通道中的行人流；在分别保证各服务水平下人均占有空间的前提下，得到了混合分散发车模式下（见3.3.2 发车模块和消失模块）行人设施的流通能力，结果见表4-2。仿真中我们发现：A-E服务水平下，虽然行人流密度在不断增大，但是整个行人流基本上还能比较顺畅的流通；服务水平降低，通道的流通能力增大，最大流通能力约为单向通道的一半左右；在F水平下，由于密度不断增大，可能造成整个行人流的堵塞，因此其流通能力无法确定，与具体的密度有关。仿真同时发现，在6米通道中，发车模式的不同对流通能力的影响不大，对行人流特征的影响也不明显。
表4-2 不同服务水平下通道（6米）的单位宽度流通能力
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服务水平
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人均占有空间
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流通能力（人/小时/米）
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A
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>5.58m2/人
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<608
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B
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3.72-5.58 m2/人
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778~608
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C
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2.23-3.72 m2/人
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1050~778
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D
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1.40-2.23m2/人
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1356~1050
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E
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0.74-1.40m2/人
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2012~1356
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F
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〈0.74m2/人
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不定
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（b）自组织特征
在PTSim平台下，我们同样重现了双向行人流“自动队列”（Lane Formation）自组织现象(如图4-6)，这与Helbing[60]、Blue[22]、Teknomo[15]等人的研究成果是一致的，这也是在实际行人流中可以观察到的。自组织的涵义是指这种现象并不是提前刻意计划、组织形成的，比如指示牌、法规、习惯等；而只是在模型的运作下自然形成的；“自动队列”现象是指在双向人流中，行走方向大致相同的行人之间形成条状的通道，后面的行人跟随前面的行人前进。这些“自动队列”在运行当中是动态变化的，并没有固定的位置和规模，在通道中“自动队列”的数量与通道的宽度和行人流的密度有关。
传统“自动队列”现象的解释是假设行人有靠近某一侧行走的习惯。但是在我们的模型中并没有这样的假设。实际上，这种现象可以这样理解：当行人逆着对向人流行走时，不断与对向行人冲突，每冲突一次，行人就向侧面偏移一些以避免碰撞，所有人都这样做以后，整个人流就偏向与在冲突最小的环境下运行，而跟随运动可以使自己与对向行人的冲突达到最小，这样就形成了“自动队列”。
图4-6 行人流中的“自动队列”现象
（红色个体从左往右走，黑色个体从右往左走，线条代表轨迹，箭头为速度方向）
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以上内容出自本人的硕士论文,转载、引用请注明出处:
张诗波.基于Agent的行人交通微观仿真建模与分析[D].昆明:昆明理工大学,2007.
Zhang shibo(2007).Agent-based modeling and analysis of microsimulation of pedestrian traffic.MS thesis,Kunming University of Science and Technology,China(In Chinese).
https://blog.sciencenet.cn/blog-435786-373707.html
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