基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2016年第5期北京时间：

作者：杨静，张蕊，刘荣强，冯焕东

单位：1. 北京建筑大学a. 北京市城市交通基础设施建设工程技术研究中心；b. 土木与交通工程学院；c. 首都世界城市顺畅交 通协同创新中心，北京100044；2. 北京市政工程设计研究总院，北京100082

摘要：离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法，对于提高目前行人动力学模型中的求解效率，细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为，以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入，构建了基于颗粒流理论的行人运动模型，并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计， 对比实测数据，验证了模型的有效性；通过对比不同仿真平台的计算速度，验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测，模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合，所建模型具有较高计算效率.因此，基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟，且具有进一步的研究价值.

关键词：城市交通,行人动力学仿真,离散元方法,行人运动,颗粒流理论

基金资助：国家自然科学基金/National Natural Science Foundation of China（51308029）；住房与城乡建设部软科学研究项目/ Soft Science Research Project for Ministry of Housing and Urban-rural Development（K22016116）