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1、 毕业论文（设计）题目 人群行走速度采集方法及应用研究学 号 姓 名 系 队 专 业 指导教师 二一年六月 本科毕业论文（设计）摘 要 随着经济发展的全球化，人群聚集活动越来越多的出现在各种公共场所当中，使得许多人群安全事件发生概率大大增加，严重影响了公共安全。而在人员密集的公众聚集场所，造成重、特大人员伤亡事故的原因大多与人群疏散有关。利用计算机对疏散过程进行模拟仿真是当前疏散研究的一种主要方法，而获得真实、准确的疏散基础数据对于模拟结果的准确程度起着至关重要的作用，而现有的数据获取方法没有统一的规范，因此需要通用准确的数据获取方法尤为重要。本论文对现有的行人数据采集方法如现场观测法、视频采
2、集法和GPS采集法进行了分析和比较。通过对已有文献的综合分析，以精细节点网格为基础，考虑更多的细节、注重人员特性对行走速度的影响、从场景的选取和布置和数据处理方法等方面提出采集人群行走速度的方法，并利用该方法分别对商场，地铁站中的人群在水平通道、上下楼梯的速度进行采集，利用人群行走轨迹法对所得数据进行处理，将所得结果与国内外研究结果进行比较，验证了该方法的准确性。同时通过实地的观察，分析总结了影响人群疏散的因素及其人群行为特点，在此基础上提出了相应的疏散管理策略。本论文的研究结果为不同场所中获取人群行人速度提供了技术指导，同时为人员密集场所的人群管理提供了参考。关键词： 疏散； 行走速度； 采
3、集方法； 管理策略AbstractWith the globalization of economic growth, more and more group gathering activities appear in various public places. Emergencies such as injuries and deaths occur occasionally, which results in huge impacts on public safety. Whats more, in crowded public gathering places, most serio
4、us and critical injuries and deaths are responsible for the crowd dispersal. Making full use of computers to simulate the process of evacuation is the main method of dispersal research at present. And obtaining true and accurate dispersal basic data produces an important effect on the accuracy of si
5、mulation outcome. The existing method of data acquisition is no uniform standard, so that a common method of data acquisition accuracy is particularly important. The paper has made such comparison and analysis about the existing methods of pedestrian collection as field observation, screen collectio
6、n and GPS collection. By means of comprehensive analysis of existing documents on the basic of delicate grid node, taking consideration into more details and focusing on personnel characteristics on walking speed, the choice of scene and design and the disposal of data, I will put forward to the way
7、 of finding the crowd walking speed and apply it to practice. The results obtained were compared with the domestic and foreign research,verifying the accuracy of the method. Through field observations,it analyzes the element of the influences on dispersal speed and pedestrians behavior characteristi
8、cs. On this basis, put forward the corresponding evacuation management strategy. The results of this research is to get people to different places to provide technical guidance to the pedestrian speed and to crowded places to provide a reference for crowd management.Keywords: Evacuation; Walking spe
9、ed; Acquisition Method; Management Strategy目 录中文摘要I英文摘要II目 录III1 引言11.1 研究背景11.2 国内外研究动态11.2.1 国外研究动态11.2.2 国内研究动态21.3 研究的目的及意义22 常用人群行走速度采集方法32.1 现场观测法32.2 视频采集法32.3 GPS采集法33 人群行走速度采集和数据处理方法53.1视频数据获取53.1.1观测地点的选取和布置53.1.2 观测地点的时间段的选取63.1.3 观测角度及摄像机的架设63.2 数据处理83.2.1 图像处理83.2.2 轨迹采集83.2.3 行人运动参数的计算
10、方法94 实地采集人群行走基础数据与处理114.1 水平通道的数据与处理114.2 上下楼梯的数据与处理134.3 采集方法准确度分析174.3.1 水平通道中本方法所获得数据与国内外数据的对比174.3.2 上下楼梯上本方法与其他方法获得数据的比较185 影响行走速度的因素及疏散管理策略205.1影响行走速度的因素205.1.1 人群密度对行走速度的影响205.1.2 在水平通道上影响行人速度的因素205.1.3 上下楼梯中影响行人速度的因素215.2 疏散管理策略216 结论23参考文献24致 谢25附 录26III1 引言1.1 研究背景步行交通是与人类生活密不可分的一项活动。随着中国国
11、民经济的持续发展，城市化水平提高，行人交通问题是一个尤为突出的课题，人员在密集场所，在人流量骤增的情况下，发生人员伤亡的几率也大大的提高了，近年来，发生在世界上的各种人员踩踏事件也是比比皆是。在2008年北京奥运结束之后，2010年5月在上海即将举办世博会，届时又将有大量的人群聚集，各种娱乐活动、商业活动、节日庆典等随之而来，因而在这些活动中，人员的安全疏散是一个不可忽视的问题，为保证行人交通简洁、明快、紧凑、高效的要求和在紧急情况下的人员疏散安全，这样就需要预测拥挤状态中人员的移动速度及疏散时间等，所以对于人群疏散研究是重要的研究课题。但是预测人员密度和移动速度之间的关系需要建立较为复杂的人
12、员移动仿真模型，而对行人行为的实际观测能为建立仿真模型提供重要的依据。国外很多学者通过现场观测积累了大量的观测数据。但是由于不同文化背景、身体条件、容许的身体靠近距离及对彼此身体空间侵犯的忍耐度不同，不同国家的人员移动速度和密度的关系也不尽相同。为了获得比较适合中国人特征的人群速度和密度关系的观测数据，国内很多学者进行了实地的调查研究，获得了一些数据，但这些数据往往差别较大，并且在他们的研究过程中很少涉及这些数据的获取方式，因为数据采集方法准确与否对采集结果影响较大。为了使人群行走速度采集方法更为科学，获得的数据更为准确，本论文首先提出了一种人群速度采集方法，并利用该方法对上海市部分地铁站上下
13、楼梯及南京路，和部分地下通道等进行了实地观测，以验证该方法的准确性。1.2 国内外研究动态1.2.1 国外研究动态国外对行人速度方面的研究已有了已经有几十多年的历史，主要是运用现场观测和录像记录的方法，到目前为止已经积累了大量的观测数据。例如：Proulx1等对四座公寓建筑组织了消防疏散演习，并根据录像资料获得了行人下楼的平均速度；Fahy2根据文献报道，总结了实际火灾或疏散演习中行走速度；另外有前苏联的Predtechenskii，Milinskii3，Fruin4也分别对不同场所的行人进行观察，研究得出了一系列人群密度与速度关系的经验函数关系。P.A.Thompson5等从其现象分析，建立
14、宏观，微观行人模型，并在实际应用取得相当的成果，为建筑设计，人群安全疏散提供了重要依据。1.2.2 国内研究动态国内对行人速度方面的研究仅局限于少部分学者，在2006年前后,上海交通大学以卢春霞6为代表的学者，应用波动理论模拟了紧急疏散时速度与密度的关系，发表了多篇论文。他们将拥挤人群视为一连续介质，利用流体力学的激波理论来研究人群流动、研究人流密度、速度与激波的关系等。王驰7对北京地铁二号站积水潭站的人群行走速度进行了观测，获得了行人在水平通道，上下楼时的速度及结伴出行时的平均行人速度，胡清梅8对南京新街口地铁水平通道的行人速度进行了统计。同济大学的马骏驰9通过在上海市某地铁换乘车站组织客流
15、观测试验，结合有关部门提供的视频资料，研究了乘客年龄分布，步行速度等参数。他们所采用的研究方法各有不同，没有一个统一适合的通用数据采集方法，致使采集结果各有差异，所以对数据采集方法的研究需要更加的深入。1.3 研究的目的及意义通过对已有文献的综合分析，本文以精细节点网格为基础，考虑更多的行为细节、注重人员特性对行走速度的影响，从场景的选取和布置、器材的准备和数据处理方法等方面提出人群在水平通道、上下楼梯中的行走速度获取方法，并将该方法应用到某以具体实例中，一方面验证该方法的准确性，另一方面分析该场所中人群行走速度，为该场所中人群管理，疏散管理策略提供一定的参考。其研究的意义有：（1）为行人速度研究提供了有效、准确的数据采集手段。为行人建模提供了参数标定，模型验证的数据支持。（2）帮助制定人群模拟或成熟的模拟提供数据基础。国外人群模拟软件很多，获取的行人资料也很多，而在国内虽然能够运用国外的模拟软件，但其对于国内的情况却不适用，可参考的价值甚少，所以为国内行人数据的获取有着现实的意义。
