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PlosOne最新发表 恐慌人群系统中的行人疏散

已有 3033 次阅读 2016-4-19 16:16 |个人分类:交通流及交通运输复杂系统研究|系统分类:论文交流| 恐慌人群系统, 两种运动模式, 行人疏散

PLOS ONE  | DOI:10.1371/

journal.pone.0153388 April 7, 2016

 

RESEARCH ARTICLE

 

Evacuation of Pedestrians

with Two Motion Modes

for Panic System

 

You Zou【1】, Jiarong Xie【1】, Binghong Wang【1,2,3,*】

1 Department of Modern Physics, University of Science and Technologyof China, Hefei Anhui, 230026, P. R. China,

2 College of Physics and Electronic Information Engineering, WenzhouUniversity, Wenzhou, Zhejiang 325035, P. R. China,

3 School of Science, Southwest University of Science and Technology,

Mianyang, Sichuan, 621010, P. R. China

* bhwang@ustc.edu.cn

 

恐慌人群系统中

两种运动模式的行人疏散


邹游,谢家荣,汪秉宏

(中国科学技术大学,近代物理系)

 

恐慌行人疏散问题无论是在社会公共安全还是在统计力学研究方面都是一个重要的、极具实际意义的研究课题。在这篇文章中,我们在“格子气模型”的基础上,从集体恐慌情绪如何产生的角度讨论了恐慌人群中的行人疏散问题。

在一个正方形的屋子里,根据自身情绪的不同,行人的运动方式被分为了两类:一类比较绅士,虽然他们也想尽快到达出口,但是他们的运动不直接影响其他人,即他们只选择未被其他行人占据的空位作为自己的期望的运动方向(运动模式I)。另外一类行人情绪比较慌张,为了尽快的到达出口逃离房屋,即使他们选择的方位上已经有了其他行人,他们仍然会向那里运动,并且迫使原来占据这个格点的行人与他们交换位置(运动模式II),而这样的相互作用可能会造成行人的受伤。

首先,为了研究疏散过程中拥堵的产生,我们改变不同运动模式行人的比例,但固定行人的运动模式,结果发现,运动模式II的行人比例越高,系统的疏散效率越低(疏散总时间和平均时间更长,产生更多的伤亡)。我们可以认为,在疏散过程中,作类似运动模式II这样行为的行人是造成疏散事故的潜在原因。随后,为了研究真实疏散中,在没有强外界影响下,使得疏散行人产生整体恐慌的原因,我们认为行人的运动方式会受到邻居情绪的影响而发生改变,并用传统SIS模型模拟了这一个过程。恐慌的行人作为传播者,他们会影响自己周围心态较好的邻居,使得他们也变得慌张,并且改变自己的运动方式;而恐慌行人自身也可能因为自身体力的减弱或者认为危险已经解除而变成I类运动模式。我们发现,即使在初始时按照运动模式II运动的行人很少,在传播概率变高时,系统的整体恐慌程度也会变高(主要体现在疏散中恐慌行人(按照II类模式运动的行人)的数量变多,受伤人数也变多),当这个概率到达一个阈值之后,系统所能达到一个“高混乱状态”,此时系统的恐慌状态达到最大。我们认为行人之间类似于疾病传播的情绪影响机制可能是疏散过程中个别个体的恐慌演化为整体恐慌的潜在原因。此外,我们还考查了疏散过程中行人受伤行人的分布。与社会力模型中,靠近出口处行人受力最大,最易受伤不同,我们发现在距离出口有一定距离的区域,行人受伤的人数最多,并且形成了三个明显的高峰区。这对于合理安排有限的监控或者协作人员以减少疏散过程中可能出现的事故有很大帮助。


PlosOne Evacuation of Pedestrians for Panic System

原始文献浏览下载


PlosOne Evacuation of Pedestrians with Two Motion Modes for Panic System.PDF






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