[发明专利]一种用于量化密集人群内部最大挤压力的方法

权利要求书

1.一种用于量化密集人群内部最大挤压力的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、选取人群运动模型；

步骤二、对步骤一中选取出的人群运动模型进行调整：

将行人在疏散时跟随他人期望速度的行为调整为跟随他人实际速度，将疏散时行人与行人之间的排斥效果从人群运动模型中去除，获得调整后的人群运动模型；

步骤三、将整个疏散区域随机划分为若干个子区域，对于任意一个子区域，根据调整后的人群运动模型，计算该子区域中每个行人受到的合力，再根据每个行人受到的合力得到该子区域的挤压力，并记录该子区域的挤压力、疏散实际速度、人数和行人密度的值；

所述每个行人受到的合力为：

式中：F_i(t)为t时刻行人i受到的合力，f_d(t)为t时刻行人i受到的驱动力，f_ij，n(t)和f_ij(t)分别为t时刻行人i与行人j之间的挤压力和摩擦力，f_iw，n(t)和f_iw(t)分别为t时刻行人i与障碍物之间的挤压力和摩擦力，单位为牛顿；

所述驱动力f_d(t)为：

式中：m_i为行人i的质量，单位为千克；为t时刻行人i的期望速度方向；为t时刻行人i的期望速度，单位为米/秒；v_i(t)为t时刻行人i的实际速度，单位为米/秒；τ_i为行人i的反应时间，单位为秒；

所述t时刻行人i的期望速度方向为：

式中：Norm(·)代表将向量单位化；p_i(t)表示行人i在时刻t的恐慌度大小；e_i(t)为行人i在时刻t的实际速度方向；e_j(t)为行人j在时刻t的实际速度方向；

同理，记录各子区域的挤压力、疏散实际速度、人数和行人密度的值；

步骤四、重复步骤三的过程，共记录M组挤压力、疏散实际速度、人数和行人密度的值，并对记录的M组数据进行拟合，得到挤压力与疏散实际速度、人数和行人密度的关系；

所述的挤压力与疏散实际速度、人数和行人密度的关系为：

F＝4.659Q+272.864ρ+385.949v-730.9

其中，Q为子区域的人数，ρ为行人密度，v为疏散实际速度；

步骤五、在实际疏散过程中，将整个疏散区域随机划分为若干个子区域，分别将每个子区域的疏散实际速度、人数和行人密度值代入步骤四得到的挤压力与疏散实际速度、人数和行人密度的关系，获得每个子区域的挤压力；

将最大的挤压力所对应的子区域作为重点区域，通过关注重点区域来预防事故的发生。

2.根据权利要求1所述的一种用于量化密集人群内部最大挤压力的方法，其特征在于，所述步骤一中选取的人群运动模型为社会力模型。

3.根据权利要求2所述的一种用于量化密集人群内部最大挤压力的方法，其特征在于，所述行人i在时刻t的恐慌度p_i(t)为：

式中：为行人i的初始期望速度，单位为米/秒；为行人i在t时刻向目标方向运动的平均速度，单位为米/秒。

4.根据权利要求3所述的一种用于量化密集人群内部最大挤压力的方法，其特征在于，所述t时刻行人i的期望速度为：

式中：为行人i的最大期望速度，单位为米/秒。