[發(fā)明專利]一種基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711385883.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108280251B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙榮泳;汪棟;胡錢珊;李翠玲;董大亨
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取丁字路口處的街道參數(shù)，包括丁字路口處主干路街道寬度、支路街道寬度、主干路街道長度和支路街道長度；

2)建立Aw-Rascle人群動力學(xué)模型：

ρ_t+(ρv)_x+(ρu)_y＝0

(v+P_h)_t+v(v+P_h)_x+u(u+P_h)_y＝s₁

(v+P_v)_t+v(v+P_v)_x+u(u+P_v)_y＝s₂

其中，ρ表示人群密度，v表示水平方向速度，u表示垂直方向速度，P_h表示水平方向的壓力項(xiàng)，P_v表示垂直方向的壓力項(xiàng)，s₁和s₂表示松弛項(xiàng)因子，下標(biāo)t表示對時間的偏導(dǎo)數(shù)，下標(biāo)x表示對距離x的偏導(dǎo)數(shù)，下標(biāo)y表示對距離y的偏導(dǎo)數(shù)；

3)在所述Aw-Rascle人群動力學(xué)模型基礎(chǔ)上，引入交叉口區(qū)域的影響矩陣，構(gòu)建丁字路口人群疏散動力學(xué)模型：

所述丁字路口人群疏散動力學(xué)模型表示為：

ρ_t+(ρv)_x+(ρu)_y＝0

ρ(v+P_h(ρ,v,u))_t+ρv(v+P_h(ρ,v,u))_x+ρu(u+P_h(ρ,v,u))_y＝ρs₁

ρ(v+P_v(ρ,v,u))_t+ρv(v+P_v(ρ,v,u))_x+ρu(u+P_v(ρ,v,u))_y＝ρs₂

其中，P_h(ρ,v,u)和P_v(ρ,v,u)分別為考慮交叉口區(qū)域的影響矩陣后的水平方向的壓力項(xiàng)和垂直方向的壓力項(xiàng)；

4)基于所述街道參數(shù)建立人群初始化高斯分布模型；

5)基于人群初始化高斯分布模型初始化人群密度后，以所述丁字路口人群疏散動力學(xué)模型進(jìn)行仿真，通過仿真生成可視化的人群密度等高線圖，由該人群密度等高線圖中標(biāo)定出人群疏散高風(fēng)險區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，所述松弛項(xiàng)因子s₁和s₂的表達(dá)式分別為：

其中，τ是松弛時間，速度V(ρ)是水平方向的最大速度，U(ρ)是垂直方向的最大速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，所述交叉口區(qū)域的影響矩陣表示為：

其中，M_imp為影響矩陣，C為最大影響系數(shù)，i和j分別為疏散個體在交叉口區(qū)域的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，E為元素均為1的矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，所述人群初始化高斯分布模型表示為：

其中，ρ(x,y,0)為由所述丁字路口人群疏散動力學(xué)模型確定的坐標(biāo)(x,y,0)處的人群密度，D_max為設(shè)定密度最大值，a和b分別為垂直和水平方向密度分布中心的橫縱坐標(biāo)，基于街道參數(shù)獲得，σ為松弛量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，所述人群疏散高風(fēng)險區(qū)域?yàn)槿巳好芏却笥谠O(shè)定密度最大值D_max的區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于街道寬度比的丁字路口高風(fēng)險區(qū)域標(biāo)定方法，其特征在于，通過不同街道參數(shù)下的丁字路口人群疏散動力學(xué)模型仿真，獲得不同街道寬度比對人群疏散密度的影響。