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基于不同密度场景下理性行为的行人动力学数值研究。 (英语) Zbl 07715794号

小结:在这项工作中,我们扩展了微观理性行为行人模型,并对其和相关的宏观模型进行了数值研究。与程函方程进行耦合,以包括更复杂的几何结构和行人行为。我们将微观和宏观模型与经典社会力量类型模型进行了比较。我们观察到,在低密度情况下,更复杂的理性行为方法在物理上给出了更合理的结果。然而,在更高密度的情况下,需要额外的社会力量类型术语,以避免非物质过度拥挤。我们针对各种不同的物理场景进行了数值实验,并与社会力量类型模型进行了数值比较,包括低密度和高密度情况以及有障碍物和无障碍物的流动问题。数值模拟是通过使用无网格粒子方法求解拉格朗日形式的模型方程来实现的。在这种数值背景下,该模型很容易扩展到移动障碍物场景,如最后一个例子所示。

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82至XX 统计力学,物质结构
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参考文献:

[1] 赫尔宾,D。;Molnar,P.,行人动力学的社会力模型,Phys。E版,51,4282-4286(1995)
[2] 赫尔宾,D。;Molnar,P.,《行人人群中的自组织现象》(Schweitzer,F.,《复杂结构的自组织:从个体到集体动力学》(1997),Gordon and Breach:Gordon和Breach London),569-577·Zbl 0926.91068号
[3] Maury,B。;Faure,S.,《人群微观建模导论》,(方程中的人群——数学高级教科书(2019),世界科学出版有限公司:世界科学出版公司,新泽西州哈肯萨克),ix+190·Zbl 1395.91001号
[4] 蓝色,V。;Embrachts,M。;Adler,J.,行人运动的细胞自动机建模,(1997年IEEE系统、人与控制论国际会议,计算控制论与仿真,第3卷(1997年)),2320-2323卷
[5] Burstede,C。;Klauck,K。;Schadschneider,A。;Zittartz,J.,使用二维元胞自动机模拟行人动力学,Physica a,295,3507-525(2001)·Zbl 0978.90018号
[6] 基什内尔,A。;Nishinari,K。;Schadschneider,A.,行人动力学细胞自动机模型中的摩擦效应和堵塞,Phys。E版,67,第056122条,pp.(2003)
[7] Nishinari,K。;基什内尔,A。;Namazi,A。;Schadschneider,A.,疏散动力学的扩展地板场CA模型,IEICE Trans。信息系统。,87, 3, 726-732 (2004)
[8] 塞茨,M.J。;Köster,G.,连续空间中行人运动的自然离散化,Phys。E版,86,第046108条pp.(2012)
[9] 啊,A。;Rascle,M.,《交通流“二阶”模型的重现》,SIAM J.Appl。数学。,60916-938(2000年)·Zbl 0957.35086号
[10] M.J.Lighthill。;Whitham,G.B.,《运动波II》。长距离拥挤道路上的交通流理论,Proc。R.Soc.伦敦。序列号。A、 229、1178、317-345(1955年)·Zbl 0064.20906号
[11] Hughes,R.L.,行人流动的连续理论,交通。B号决议,36、6、507-535(2002年)
[12] Hughes,R.L.,《人群的流动》,《年度》。流体力学版次。,35, 1, 169-182 (2003) ·Zbl 1125.92324号
[13] 北卡罗来纳州贝洛莫。;Dogbé,C.,《关于从缩放到双曲线宏观模型的人群动力学建模》,数学。模型方法应用。科学。,18,补充011317-1345(2008)·Zbl 1198.92036号
[14] Etikyala,R。;哥特利希,S。;Klar,A。;Tiwari,S.,《行人流模型的粒子方法:从微观到非局部连续模型》,数学。模型方法应用。科学。,24, 12, 2503-2523 (2014) ·Zbl 1298.90019号
[15] Helbing,D.,行人运动的流体动力学模型,复杂系统。,6,5391-415(1992年)·Zbl 0776.92016号
[16] Henderson,L.,《关于人群运动的流体力学》,交通。第8、6、509-515号决议(1974年)
[17] Klar,A。;Tiwari,S.,平均场方程的多尺度粒子方法:一般情况,多尺度模型。同时。,17, 1, 233-259 (2019) ·Zbl 1412.82025号
[18] Agnelli,J.P。;Colasuonno,F。;Knopoff,D.,《有界区域人群疏散动力学的动力学理论方法》,数学。模型方法应用。科学。,25, 01, 109-129 (2015) ·Zbl 1309.35176号
[19] 北卡罗来纳州贝洛莫。;Bellouquid,A。;Knopoff,D.,《从微观到群体动力学,多尺度模型》。同时。,11, 3, 943-963 (2013) ·Zbl 1280.90019号
[20] 德贡德,P。;Appert-Rolland,C。;穆萨伊德,M。;彼得雷,J。;Theraulaz,G.,《基于启发式的人群动力学模型层次结构》,J.Stat.Phys。,152,61033-1068(2013)·Zbl 1274.91094号
[21] 克里斯蒂亚尼,E。;毕赤酵母,B。;Tosin,A.,应用于人群动力学的颗粒流多尺度建模,多尺度模型。同时。,9, 1, 155-182 (2011) ·Zbl 1221.35232号
[22] 姜瑜。;张,P。;Wong,S。;Liu,R.,行人流量的高阶宏观模型,Physica A,389,21,4623-4635(2010)
[23] Kim,D。;Quaini,A.,在有障碍物的有界区域中模拟行人动力学的动力学理论方法,动力学关系。模型,12,6,1273-1296(2019)·Zbl 1434.35248号
[24] 哥特利希,S。;纳普,S。;Schillen,P.,《具有随机速度的行人流模型:微观和宏观方法》,《动力学关系》。模型,11,6,1333-1358(2018)·Zbl 1405.82021号
[25] 汉堡,M。;Pietschmann,J.-F.,拥挤交通模型中的流量特性,非线性,29,11,3528(2016)·兹比尔1349.35152
[26] 费舍尔,M。;Jankowiak,G。;Wolfram,M.-T.,走廊拥挤和推送的微观和宏观建模,Netw。异质介质,15,3,405-426(2020)·Zbl 1455.91175号
[27] 戈麦斯,S.N。;Stuart,A.M。;Wolfram,M.-T.,从微观数据对宏观行人动力学模型进行参数估计,SIAM J.Appl。数学。,79, 4, 1475-1500 (2019) ·Zbl 1420.35112号
[28] Adrian,J。;螺栓,M。;霍尔·S。;Sieben,A。;Seyfried,A.,《入口场景中的拥挤和排队:瓶颈前走廊宽度的影响》,Collect。发电机。,5, 189-196 (2020)
[29] 加西马汀,A。;马扎,D。;Pastor,J.M。;Parisi,D.R。;马丁·戈麦斯,C。;Zuriguel,I.,《重新定义障碍物在行人疏散中的作用》,新J.Phys。,20,12,文章123025 pp.(2018)
[30] Xu,H。;张,J。;Song,W。;胡,Y。;李,X。;任,X。;Yang,L。;Yu,H。;姜凯,移动障碍物对单出口房间行人流量调节的影响,J.Stat.Mech。理论实验,2022年,2,第023407条pp.(2022)·Zbl 07499326号
[31] Anvari,B。;贝尔,M.G。;Sivakumar,A。;Ochieng,W.Y.,通过基于规则的社会力量模型对共享空间用户进行建模,Transp。决议C,51,83-103(2015)
[32] Shiomi,M。;Zanlungo,F。;Hayashi,K。;Kanda,T.,《使用行人模型在行人之间导航的移动机器人实现社会可接受的避碰》,国际J.Soc.robot。,6, 3, 443-455 (2014)
[33] 阿尔比·G。;北卡罗来纳州贝洛莫。;费尔莫,L。;Ha,S.-Y。;Kim,J。;Pareschi,L。;波亚托,D。;Soler,J.,《车辆交通、人群和蜂群:从动力学理论和多尺度方法到应用和研究视角》,《数学》。模型方法应用。科学。,29, 10, 1901-2005 (2019) ·Zbl 1431.35211号
[34] 北卡罗来纳州贝洛莫。;Dogbé,C.,《关于交通和人群建模:模型、推测和观点的调查》,SIAM Rev.,53,3,409-463(2011)·Zbl 1231.90123号
[35] 克里斯蒂亚尼,E。;毕赤酵母,B。;Tosin,A.,《行人动力学的多尺度建模》(2014),施普林格国际出版公司·Zbl 1314.00081号
[36] 李毅。;陈,M。;窦,Z。;郑,X。;Cheng,Y。;Mebarki,A.,《人群疏散的细胞自动机模型综述》,Physica A,526,第120752页,(2019)
[37] 穆萨德,M。;赫尔宾,D。;Theraulaz,G.,《简单规则如何决定行人行为和人群灾难》,Proc。国家。阿卡德。科学。,108、17、6884-6888(2011年)
[38] Bailo,R。;卡里略,J.A。;Degond,P.,《基于理性行为的行人模型》,(Gibelli,L.;Bellomo,N.,《人群动力学》,第1卷:理论、模型和安全问题(2018年),施普林格国际出版社:施普林格国际出版社Cham),259-292·Zbl 1410.91376号
[39] Ondřej,J。;佩特雷,J。;奥利维尔·A·H。;Donikian,S.,《基于合成视觉的人群模拟转向方法》,ACM Trans。图表。,29, 4 (2010)
[40] Hoogendoorn,S。;H.L.Bovy,P.,通过最优控制和微分博弈模拟行人流量,Optim。控制应用程序。方法,24,3,153-172(2003)·Zbl 1073.93553号
[41] 蒂瓦里,S。;Kuhnert,J.,基于投影方法的有限点集方法,用于模拟不可压缩Navier-Stokes方程·Zbl 1090.76566号
[42] Di Francesco,M。;马科维奇,P.A。;彼得希曼,J.-F。;Wolfram,M.-T.,《关于休斯的行人流量模型:一维情况》,J.微分方程,250,3,1334-1362(2011)·Zbl 1229.35139号
[43] 阿卜杜勒·萨拉姆(Abdul Salam),P.S。;博克,W。;Klar,A。;Tiwari,S.,《耦合人群运动和无网格模拟的疾病传染模型》,数学。模型方法应用。科学。,31, 06, 1277-1295 (2021) ·Zbl 1498.92188号
[44] Sethian,J.A.,《快速行进法》,SIAM Rev.,41,2,199-235(1999)·Zbl 0926.65106号
[45] 钱,J。;张义堂。;Zhao,H.K.,三角网格上的程函方程的快速扫描方法,SIAM J.Numer。分析。,45, 1, 83-107 (2007) ·Zbl 1149.65087号
[46] 穆萨德,M。;赫尔宾,D。;Garnier,S。;Johansson,A。;Combe,M。;Theraulaz,G.,《人类群体自组织行为机制的实验研究》,Proc。R.Soc.B,2761668275-2762(2009)
[47] 绘图数字化器,URLhttps://plotdigitizer.com/app。
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