Fluctuations around mean walking behaviours in diluted pedestrian flows
了解和模拟行人人群的动态可以帮助设计和提高民用设施的安全性。群体的一个关键特征是其内在的随机性，由于个体行为的可变性，即使在非常稀释的条件下也会出现。在密集拥挤的条件下，个体的随机性变得更加重要，因为它可以被非线性地放大，并可能导致潜在的危险的集体行为。为了定量地了解人群的随机性，我们研究了一个大的行人步行不受干扰的合奏的现实生活中的动态，我们进行了一年之久的高分辨率测量活动获得的完全解决的行人轨迹的统计分析。我们的测量是在埃因霍温理工大学的一个走廊上进行的，通过微软Kinect 3D距离传感器和自动头部跟踪算法的组合。我们的大型轨迹数据库的时间同质性使我们能够稳健地定义和分离平均步行行为与相对于平均步行路径平行和正交的波动。波动包括个体突然改变主意并反转其步行方向的罕见事件。迄今为止，对这种反向趋势的研究很少，即使它可能对设施的运作和安全产生重要影响。我们提出了一个新的模型，不受干扰的行人的动态，随机微分方程的基础上，提供了一个很好的协议与我们的实验观察，包括罕见事件的发生。
2016-10-24 physics.data-an physics.soc-ph
Time-delayed Follow-the-Leader model for pedestrians walking in line
我们使用的行人跟踪实验的结果，以确定一个跟随领导者模型的行人走在线。我们证明了主体的反应和前任的相应行为之间存在时间延迟。这种时间延迟引起不稳定性，可以通过适当的松弛来阻尼。通过与实验数据的比较，我们表明，该模型很好地再现了大尺度结构的出现，如超声波。由此产生的模型既可以用于行人排队行为建模，也可以纳入二维模型的行人交通。鸣谢：这项工作得到了法国国家研究机构（ANR）在合同“谱系”（ANR-08-SYSC-015-01）框架内的支持。JH感谢ANR和图卢兹数学研究所的支持，他在那里进行了这项研究。AJ感谢ANR和她进行这项研究的奥赛体格检查中心的支持。PD从法国图卢兹材料研究所CNRS休假。
2014-12-23 physics.soc-ph
Experimental study on the evading behavior of individual pedestrians when confronting with an obstacle in a corridor
通过控制实验，对单个障碍物影响下行人的避障行为进行了深入分析。傅立叶变换结果表明，随着障碍物宽度的增加，人体摆动的频率和幅度几乎不受影响，但行走方向的横向偏差会大大增加。一方面，说明了所提取的步态特征（包括身体摆动、步长、频率和速度）之间的关系。另一方面，步行方向可以由三个关键的回避点，可以观察到明显的步行方向的变化。高斯函数已被用来拟合的行走方向，从而允许估计的三个关键点，并检查它们的变化与障碍物的大小。进而分析了直接-间接回避和左右转向偏好及其背后可能的心理动因。结果表明，直接回避的行人有更高的步行效率和右转的行人有更强的倾向于行为的“直接”。本文的研究结果有望为障碍物影响下的行人动力学建模提供实际依据。
2019-05-15 physics.soc-ph
Agent-based modelling of pedestrian responses during flood emergency: mobility behavioural rules and implications for flood risk analysis
一个基于代理的模型（ABM），用于模拟洪水行人的相互作用，特别是探索更现实的反应疏散行人在洪水期间。反弹道导弹系统内的行人代理人遵循管理其在干旱地区移动的导航规则。当在洪水中时，行人代理被分配额外的行为规则，以考虑他们的稳定性和步行速度，以及他们不同的身高和体重。ABM被应用于复制一个被淹没的购物中心的合成测试案例，考虑越来越复杂的配置模式的疏散行人的行为规则。模拟结果进行了分析的基础上的空间和时间指标告知洪水风险状态的动态变化的洪水淹没行人在一个常用的洪水危险等级（HR）度量，可变的步行速度，由于倾倒和/或滑动的不稳定性。我们的分析显示，随着稳定性和步行速度行为规则变得更加复杂，疏散时间和风险暴露水平显着延长。它还允许识别由于不稳定的行人而导致的更保守的HR阈值，以及一个新的公式来直接估计作为洪水中稳定行人的HR的函数的步行速度状态。提供了软件可访问性的附带详细信息。
2020-06-15 cs.MA physics.soc-ph
Life-cycle Modeling and the Walking Behavior of the Pedestrian-Group as an Emergent Agent: With Empirical Data on the Cohesion of the Group Formation
该研究以行人群体为涌现智能体，基于监控轨迹与人工标注数据建模群体生命周期与队形，总结行为及状态转移抽象模式，为仿真群体智能体开发及相关交互工程系统设计提供支撑。
2025-10-30 cs.MA cs.SY eess.SY
High statistics measurements of pedestrian dynamics
了解行人在人群中行走的复杂行为对科学和技术都是一个挑战。特别是，获得可靠的人群动力学模型，能够定性和定量地展示所观察到的行人流量的紧急功能，可能会有显着的影响事项的安全性，舒适性和结构的可服务性。为了定量了解行人动力学的基本方面，广泛和高精度的行人轨迹测量已经完成。在荷兰埃因霍温理工大学的一座建筑中，人们沿着一条交通走廊行走的超过10万条真实的、时间分辨的轨迹被记录下来。基于Microsoft Kinect \texttrademark的测量策略已被使用;行人的轨迹已被分析为集合数据。主要结果包括行人特征运动学量的统计描述，例如位置和基本图，可能以局部拥挤状态为条件（例如，一个或多个步行的行人，存在顺流和逆流）。
2014-07-04 physics.soc-ph
Collective patterns of pedestrians interacting with attractions
步行是人类生活的一项基本活动，不仅用于在不同地方之间移动，而且用于与周围环境互动。当步行到目的地时，行人可以熟悉诸如艺术品、商店展示和公共活动等景点。如果这些景点足够诱人，行人会选择停止步行，以便加入景点。在拥挤的情况下，景点的存在可能会大大影响行人流量模式。人们可以看到，在购物中心的高峰时段，被吸引的行人经常阻碍景点附近的行人流量。在美国的黑色星期五等购物假期期间，购物者在商店中争夺非常吸引人的产品，这种行为可能导致行人事故。本文通过建立吸引行人运动的数学模型，在数值模拟中再现了这些现象。模型中考虑了人群偏好和景点吸引力，以反映景点和行人交通的特点。此外，本文提出了可能的解释预测现象的基础上的行人和景点之间的相互作用。所提出的模型可以应用和扩展，例如，优化购物中心和博物馆的行人流量。
2017-11-21 physics.soc-ph
Body-rotation behavior of pedestrians for collision avoidance in passing and cross flow
我们观察到的身体旋转行为的行人，以避免其他人时，他们正在移动在拥挤的情况下。在这种情况下，身体取向通常不同于行走方向，即，行人侧身而行。本文针对狭窄走廊内逆向流动情况，定量研究了人体旋转避碰过程中人体方位与行走方向的偏差。我们进行了简单的实验，其中两个行人通过对方。我们发现，当走廊的宽度小于两个行人的宽度之和时，行人会旋转他们的身体。通过分析在狭窄走廊中相互外接的两个椭圆的几何形状，可以解释这种行为。此外，我们开发了一个初步的模型，并成功地模拟在实验中观察到的通过过程中的身体取向和步行方向之间的偏差。此外，我们进行了一个横流实验，这是更复杂和更现实的比通过实验，并证实，身体旋转行为也是一个不可或缺的因素，复杂和现实的场景。
2019-04-05 physics.soc-ph
Membranes for spontaneous separation of pedestrian counter flows
为行人设计高效的交通车道是城市规划的一个重要方面，因为步行仍然是日益多样化的交通方式中最常见的流动形式。在这里，我们研究行人逆流在一个直的走廊，其中两组人走在相反的方向。我们证明，使用分子动力学的方法，应用社会力模型，一个简单的阵列的障碍，提高流量，即使在拥挤的情况下，通过产生流动分离。我们还报告了一个发达的模型描述的分离行为，把一系列的障碍物作为一个膜，并诱导自发分离的行人群体。如果设计得当，这些障碍物完全能够控制过滤方向，使行人倾向于自发地向左（或右）移动。这些结果有可能为工业设计提供有用的指导方针，旨在改善无处不在的人类流动。
2020-03-30 cond-mat.soft nlin.AO physics.soc-ph
Effects of switching behavior for the attraction on pedestrian dynamics
步行是我们日常生活的基本活动，不仅是为了移动到其他地方，也是为了与周围环境互动。在街上行走时，行人可以注意到购物橱窗等景点。他们可能会受到吸引物的影响，其中一些人可能会将注意力转移到吸引物上，即转换行为。作为第一步，将转换行为，本研究探讨集体效应的转换行为的吸引力，通过开发一个行为模型。数值模拟显示出不同的行人行为模式，这取决于社会影响力的强度和平均停留时间。当社会影响力强，停留时间长时，可以定义一个饱和阶段，在该阶段，所有行人都参观了景点。如果社会影响力不够强，就会出现不饱和阶段，人们可以观察到一些行人前往景点，而其他人则朝他们想要的方向走。通过比较参观景点的行人数量和景点附近的行人数量，将行人行为的集体模式总结在相图中。衡量社会影响力和平均逗留时间的边际效益，使我们能够确定在什么条件下提高这些变量会更有效。从这项研究的结果可以理解的背景下，行人设施管理，例如，零售商店。
2015-07-28 nlin.AO physics.soc-ph
One-way pedestrian traffic is a means of reducing personal encounters in epidemics
尽量减少社会接触是减少疾病传播的重要工具，但会损害人们的福祉。这一点和其他更令人信服的原因促使人们定期外出散步。本模拟探讨如何组织行人的交通影响步行或跑步的人通过对方的数量。通过应用某些规则，这个数字可以大大减少，从而减少人与人之间的传染对基本生殖数R0的贡献。一个例子是人行道上的行人交通。另一个是在公园里使用步行或跑步轨道。这里表明，如果实施单向交通，跑步者与步行者分开，相互交叉的人数可以大大减少。
2020-05-13 nlin.CG physics.soc-ph
Intrinsic group behaviour: dependence of pedestrian dyad dynamics on principal social and personal features
行人群体动态由人类社会行为决定，取决于群体的“内在属性”，如行人的目的、个人关系、性别、年龄和体型。在这项工作中，我们定量研究的动态特性的行人二人组通过分析一个大的数据集自动跟踪行人轨迹在一个不受约束的“生态”设置（购物中心），其关系组属性已被编码由三个不同的人类观察员。我们观察到，女性走得更慢，更接近男性，工人走得更快，在一个更大的距离，更并排比休闲导向的人，和组间关系有很强的影响，与夫妇走得很近，并驾齐驱，同事走在一个更大的距离，和朋友走得更并排比家庭成员。行人的高度（通过我们的跟踪系统自动获得）影响速度和并排距离，这两个增长函数的平均组高度。关于行人年龄的结果显示，正如预期的那样，老年人走得很慢，而活跃年龄的成年人走在最大的速度。有孩子的群体有很强的倾向以非并排的队形行走，距离很大（尽管并排的距离很小）。交叉分析这些内在特征之间的相互作用，同时考虑到外在人群密度的影响，证实了这些主要影响，但也揭示了一个更丰富的结构。例如，一个有趣的和意想不到的结果是，有孩子的群体的速度{ \it}随密度增加，至少在购物中心正常条件下发现的低-中等密度范围内。孩子们的行为似乎也因父母的性别而不同。
2018-10-05 physics.soc-ph
Adult-child pairs walking down stairs: Empirical analysis and optimal-step-based modeling of a complex pedestrian flow, with an exploration of flow-improvement strategies
在下课后离开训练学校的行人通道（特别是在中国，当孩子们和父母一起走下楼梯时）引起了与恶化的流动条件和可能的安全危险有关的实际问题，但也代表了对主流建模方法的挑战，原因如下：它们涉及不同的群体（成人-儿童对），与它们的同质对应物相比，在复杂的几何形状中，由楼梯和平台组成，行人在平台上旋转，密度范围很大。根据我们在中国一所培训学校的实地观察，我们开发了一个半连续模型，定量再现了经验观察到的集体动力学，使我们能够评估一些指导策略，以提高出口效率。在这个模型中，它扩展了最佳步骤的方法，成人和儿童被描述为椭圆形与规定的相对位置，通过事件驱动算法处理的连续步骤，沿着平台上的自发半圆形路径，但可能会偏离它在拥挤的条件下，通过选择他们的首选下一个位置。与观察结果一致，大多数人都是并排走的，只有一小部分人有时会绕道而行以避免排队。转向引导策略，我们发现，促进前后配对可能会增加流量，而敦促人们多走弯路可能会适得其反。也许更相关的是，通过移动类的末端来对来自不同楼层的流进行去冗余化的直观措施成功地将出口时间减少了至少10%。
2022-10-13 physics.soc-ph
Properties of pedestrians walking in line without density constraint
本文通过无密度约束的一维行人行走实验，发现集体决策的圆圈行走速度稳定，慢领队直线流接近拥堵转变点，低约束下行人仍偏好短车头时距，揭示行走偏好受更多因素影响。
2025-09-05 physics.soc-ph
Physics-based modeling and data representation of pedestrian pairwise interactions
理解和定量建模人群中行走的行人之间的相互作用的物理学的可能性具有引人注目的相关应用，例如，与民用基础设施的设计和安全有关。在这项工作中，我们研究了稀释人群中的观察实验数据的行人-行人相互作用。在运动中，行人调整他们的步行路径，试图保持相互舒适的距离，避免碰撞。在数学模型中，这种行为通常通过“社会”相互作用力来建模。利用高质量，高统计数据集-由数百万从最先进的观测实验中获得的真实轨迹组成-我们开发了一个定量模型，能够解决二元碰撞避免情况下的相互作用。我们根据长距离和短距离力对相互作用进行建模，我们将其应用于非相互作用行人运动的Langevin模型[Corbetta et al. Phys.Rev.E 95，032316，2017]。我们提出的新模型的特点是朗之万动力学与“快”的随机速度波动叠加到“慢”的动态隐藏的模型变量：“预期”的步行路径。该模型能够再现相关的统计数据的碰撞避免运动，如统计的侧位移和通过速度。罕见的碰撞事件也被恢复。此外，与现实生活中的轨道的大数据集进行比较涉及到一个迄今为止被忽视的额外挑战：在包含非常异构的条件的数据库中，仅识别与二进制回避相互作用相对应的相关事件。为了应对这一挑战，我们提出了一种新的方法，基于行人轨迹的图形表示，这使我们能够操作的复杂性降低有效的数据选择。
2018-08-07 physics.data-an physics.soc-ph
Some Indications on how to Calibrate the Social Force Model of Pedestrian Dynamics
行人动力学的社会力模型是以这样一种方式制定的：a）它的大多数参数都没有直接的解释，b）通常一个单一的参数对步行行为的许多方面都有影响，c）步行行为的某个方面是由多个参数的值产生的。这使得校准变得困难。本文的目的是给从业人员如何进行校准过程中的指示。为此，通过分析转换，社会力模型的参数与具有明确和直接意义的真实属性相关，并且也是模拟的高度相关的结果属性：队列的范围和清除时间，分别是最大密度和容量流。本文还介绍了这方面的理论。作为一个副作用，它可以让每个对理论方面感兴趣的人更深入地理解模型。
2017-12-31 physics.soc-ph
The Fundamental Diagram of Pedestrian Movement Revisited
行人运动的密度和速度之间的经验关系没有得到完全分析，特别是在确定中密度和高密度关系的“微观”原因方面。研究这种依赖性的最简单的系统是行人沿着一条线的正常运动（单行运动）。本文介绍了该系统在实验室条件下的实验结果，并讨论了以下意见：数据显示的速度和密度的倒数，这可以被视为一个行人移动所需的长度之间的线性关系。此外，我们比较了单行运动的结果与文献数据的运动在一个平面。这一比较显示了基本图之间的意外一致性，表明横向干扰对密度域$1 m^{-2}<ρ<5 m^{-2}$的速度-密度关系的影响可以忽略不计。此外，我们测试自动记录的行人流量特性的程序。我们目前的测量范围和这种方法的准确性的初步结果。
2005-10-05 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
High-statistics pedestrian dynamics on stairways and their probabilistic fundamental diagrams
基于埃因霍温火车站楼梯上一年内采集的数百万条高统计量行人轨迹，本文揭示了行人在楼梯上的可压缩性行为，并建立了首个完全解析的概率基本图，为设施设计和行人模拟提供了关键依据。
2024-01-12 physics.soc-ph
Modeling pedestrian fundamental diagram based on Directional Statistics
针对现有行人基本图难以适用于多种流类型的问题，本研究利用Directional Statistics开发描述流类型的新统计量，并将其融入传统模型，构建了能准确表征交叉流与双向流动力学特征的综合行人FD模型。
2024-08-26 cs.SY eess.SY nlin.AO
The fundamental diagrams of elderly pedestrian flow in straight corridors under different densities
全球人口正在老龄化，各国在满足老年人的交通需求方面面临着持续的挑战。在本研究中，我们调查了老年人在直线走廊中的运动特征，并与年轻人进行了比较。在实验室实验中，老年人的自由速度（约1.28m/s）明显低于青年人（约1.4m/s）。结果发现，老年人的基本图与年轻行人的基本图呈现出相似的趋势。然而，在相同的密度，老年人的速度总是低于年轻人的观察密度范围内（< 3.0 m2）。当考虑由低密度行人运动计算的平均速度时，两个归一化的基本图吻合得很好。通过分析行人的边界距离、最近邻点以及空间分布区域，探讨了产生差异的原因。研究结果可为改善行人造型及设计更适合长者的行人设施提供参考。
2018-12-15 physics.soc-ph
Classifying pedestrian crossing flows: A data-driven approach using fundamental diagrams and machine learning
本研究针对不同过街角度$α$的行人过街流分类问题，通过分析四个关键特征并结合机器学习模型，解决了单一指标分类重叠问题，为人群管理和公共空间设计提供实用指导。
2024-12-02 nlin.AO physics.comp-ph physics.soc-ph
Fundamental Diagram of Pedestrian Dynamics by Safety Interspace Model
NaSch模型是一种经典的高速公路交通一维元胞自动机（CA）模型。然而，由于车辆和行人之间的动力学差异，它不适合模拟行人动力学。在NaSch模型的基础上，提出了一种新的安全间距模型，用于研究单行行人流。我们对Seyfried在2006年的实验进行了定量模拟和再现，并利用实验数据对模型进行了验证。将安全空间定义为流速的线性函数，并引入正态分布的随机变量来描述空间认知的随机性。同时，将NaSch模型在空间划分上由单网格模式扩展为多网格模式，以提高空间分辨率。结果表明，通过三个模型参数的选取，新模型能够忠实地再现经验数据的基本图形的典型形态。模拟得到的速度-密度曲线可以反映出经验数据所观察到的基本图上的不连续区域。此外，我们再现了走走停停的波和相位分离到一个停车区和行人在高密度缓慢行走的区域。
2012-06-11 nlin.CG physics.soc-ph
Comparison of Pedestrian Fundamental Diagram Across Cultures
速度和密度之间的关系与行人动力学的每一个自组织现象有关，并提供了定量分析它们的机会。但即使是最简单的系统，如走廊中的行人流，这种基本关系也没有完全理解。指南和教科书中对这一特征的说明存在很大差异，反映了文献中记录的矛盾数据库和有争议的讨论。在这方面的贡献，它是研究是否文化的影响和走廊的长度可以是这些偏差的原因。为了尽可能减少无意的影响，选择了一个自由度降低的系统，因此是最简单的系统，即行人在封闭边界条件下沿着一条线的运动。据发现，印度测试人员的速度是较少依赖于密度比德国测试人员的速度。令人惊讶的是，印度人的无序行为比德国人的有序行为更有效。如果没有任何统计措施，就无法得出是否存在差异的结论。通过假设检验，定量地发现这些差异是存在的，这表明行人的基本图的文化差异。
2009-03-01 physics.soc-ph
Transitions in pedestrian fundamental diagrams of straight corridors and T-junctions
行人动力学的许多观察，包括各种自组织现象，已成功地再现了不同的模型。但定量校准的经验数据库仍然不足，例如作为最重要关系之一的基本图在各种研究中显示出不可忽视的差异。为了改善这种情况，在直走廊和T型路口进行了实验。定义了四种不同的测量方法来研究它们对基本图的影响。结果表明，当ρ <3.5 m-2时，它们的影响很小，但只有Voronoi方法才能解决基本图的精细结构。这种增强的测量方法允许观察边界诱导相变的发生。对于不同宽度的走廊，我们发现比流概念在ρ <3.5 m-2时适用。此外，我们说明了一个T形路口和直走廊的基本图之间的差异。
2011-06-20 physics.soc-ph
Ordering in bidirectional pedestrian flows and its influence on the fundamental diagram
在实验室条件下，研究了双向行人流的有序性及其对基本图（密度-速度-流量关系）的影响。Voronoi方法被用来解决的精细结构的速度密度关系和空间依赖性的测量。数据表明，特定流概念也适用于双向流。对于各种形式的双向流中的排序，没有发现在所观察到的密度范围内的密度流量关系之间的大的差异。具有不同排序形式的双向流的基本图与单向流的基本图进行了比较。结果表明，当ρ > 1.0 m-2时，关系式的形状有所不同。单向流的最大比流量显著大于双向流。
2012-01-20 physics.soc-ph
The fundamental Diagram of Pedestrian Model with Slow Reaction
慢启动模型是模拟车辆交通的一种经典的元胞自动机模型。然而，据我们所知，慢启动效应没有考虑到行人动力学建模。我们验证了行人和车辆之间的相似行为，并提出了一个新的格子气（LG）模型称为慢反应（SR）模型来描述行人的延迟反应在单行运动。我们模拟和再现的Seyfried的研究中心Julich的现场实验，并使用其经验数据来验证我们的SR模型。我们比较SR模型与标准LG模型。我们在SR模型中对慢反应ps的不同概率进行了检验，发现ps=0.3的模拟数据与经验数据拟合最好。SR模型的平均速度的均方根误差小于标准LG模型。在ps=0.1~0.3的范围内，模拟得到的速度-密度基本关系图与现场实验结果基本一致。SR模型基本图中的个体速度分布与经验值的吻合程度比标准LG模型好。此外，我们还通过模拟观察到行人流中的走走停停波和相位分离现象。我们用SR模型再现了间隙分布不均匀的现象，而标准LG模型没有实现。SR模型能较好地再现行人流时空结构的演化，比标准的LG模型更接近Seyfried的实验结果。
2012-06-12 physics.soc-ph
Jamming transitions in force-based models for pedestrian dynamics
基于力的模型通过二阶常微分方程系统类似于经典力学来描述行人动力学。通过研究两类主要力的线性稳定性，确定了齐次不稳定状态的参数区域。在这种不稳定状态下，然后检查是否发生相变或走走停停波。然而，基于数值模拟的结果表明，所研究的模型导致不切实际的行为，在向后移动的行人和重叠的形式。这就是为什么在这些模型中没有观察到走走停停波的原因之一。不切实际的行为是不相关的动力学方程的数值处理，而是表明这个模型类的内在问题。识别潜在的一般性问题可以指示如何定义不显示这种不现实行为的模型。作为一个例子，我们引入了一个新的基于力的模型，它产生现实的堵塞动力学，而不会出现不切实际的负速度的经验所需的步行速度。
2015-10-14 physics.soc-ph
Microscopic modeling of attention-based movement behaviors
本文提出基于注意力的移动模型，用视觉注意时长模拟零售潜力、用速度损失模拟通行效率，研究交通枢纽双向走廊中设计特征对二者的影响。
2024-05-02 physics.soc-ph
Analysis of bottleneck motion using Voronoi diagrams
当测量区域的大小与行人的大小相当时，密度的标准定义表现出很大的波动。另一种测量方法是将通过Voronoi图计算的个人空间分配给每个行人。在这方面的贡献，这种方法被应用到一个实验研究运动通过一个瓶颈和减少波动证明。综合密度也允许检查在更小的空间尺度比标准定义，这提供了行人运动的见解进行了讨论。
2010-03-29 physics.soc-ph
Comparing the route-choice behavior of pedestrians around obstacles in a virtual experiment and a field study
无论是在紧急情况下还是在日常生活中，行人通常需要在到达预定目的地的不同路线之间做出决定。这种路径选择行为在决定交通管理、疏散效率和建筑设计方面非常重要。在这里，我们使用现场观察和虚拟实验来研究周围的障碍物划定出口路线的行人的路线选择行为，并检查三个因素的影响，即当地距离路线起点和行人密度和步行速度沿路线。最重要的是，实地研究和虚拟实验都考虑了相同的场景，这使得我们能够直接评估在虚拟环境中测试行人行为的有效性。我们发现，在这两个数据集的人谁选择一个更接近的出口路线的比例增加，出口路线起点之间的距离差异增加。在我们的数据中，行人的选择也取决于路线沿线的行人密度，人们更喜欢使用较少的路线。因此，我们的研究结果证实了以前建立的路线选择机制，我们可以预测超过74%的选择基于这些因素。实地研究和虚拟实验之间的定性协议的结果表明，在简单的路线选择的情况下，如我们在这里调查，虚拟实验可以是一个有效的实验技术研究行人的行为。因此，我们提供了急需的经验支持，在虚拟环境中的实验的新兴范式。
2019-12-18 physics.soc-ph
Pedestrian dynamics in single-file movement of crowd with different age compositions
人口老龄化给许多国家的逃生路线管理和设施设计带来了新的挑战。研究了不同年龄人群的行人运动特性。三个行人群体被认为是：青年学生组，老年人组和混合组。研究发现，由于行人的机动性和自适应能力差异较大，混合人群更容易发生交通拥堵。堵塞向后传播的速度为0.4 m/s的全球密度约1.75 m-1和0.3 m/s的高于2.3 m-1。三组基本图明显不同，不能用直接无量纲化的方法统一成一个图。与以往的研究不同，在车头时距-速度关系中，混合组中观察到三个线性区域，而在青年学生组中只有两个区域，这也在基本图中得到了验证。人群中行人的年龄和移动性的不同导致了系统的异质性，对行人动力学特性有显著影响。这表明密度不是导致行人交通拥堵的唯一因素。在理解行人动力学和设施设计时，必须考虑人群的组成。
2016-07-01 physics.soc-ph
A Spatial Deconstruction Behavioural Model for Pedestrian Dynamics
如何在模拟中再现真实的运动一直是行人动力学的一个基本问题，而当前研究的一个关键挑战是运动选择与人类行为的自然相关性。为了推进研究，我们在Voronoi图和Delaunay图的基础上，用行为运动网络对行人群体的二维空间进行解构，并据此建立了一个同时考虑长期路径选择和实时速度选择的行为模型。仿真结果和现实世界的运动之间的比较表明，行为模型不仅可以处理传统的场景，但也能够描述具有挑战性的冲突情况下，一致同意的运动。空间解构的思想为行人行为的识别和再现提供了一种几何视角，有助于行人动力学的理解和实现，甚至有助于机器人导航。
2022-04-26 physics.soc-ph
How many people can simultaneously move through a pedestrian space? The impact of complex flow situations on the shape of the fundamental diagram
行人拥挤的情况更加频繁。由于公共空间中行人需求的增加，行人空间的限制越来越受到关注。一些研究的最大需求，可以通过一个横截面，主要特点是简单的运动的基本情况下，低密度的情况下，和/或一个均匀的人群。因此，目前还不清楚他们的研究结果在多大程度上适用于现实世界中经常遇到的异质高密度人群。CrowdLimits实验试图再现经历比迄今为止记录的更高密度的异质人群的人群运动动态。在这里，目的是研究目前的实验室研究和现实世界的人群动态拥挤的行人空间，同时，即人群异质性，高密度运动，（更）复杂的运动基础情况下的三个重要差异的影响。研究表明，不同的运动基本情况和流量比下，最大可持续流量、最大局部和全局可持续密度存在很大差异。此外，研究结果提供的证据表明，在非常高的密度下，可以在实验室条件下使用一个异质的行人人口的流动的延续。此外，实验结果表明，当场景变得更困难（即双向交叉）和碰撞避免机会减少（即80-20到50-50流量比）时，最大全局流量减小。因此，本文得出结论，行人基础设施的最大流量随着复杂性的增加而减少。
2019-08-20 physics.data-an physics.soc-ph
Influence of individual factors on fundamental diagrams of pedestrians
近年来，已经发表了许多研究，涉及行人的个人特征对基本图的影响。这些研究比较了一个群体中个人的累积数据，这个群体在一个人的因素方面是同质的，如年龄，但在其他因素方面是异质的，如性别。为了研究所有确定的以及不确定的人为因素的影响，个别的基本图介绍和分析使用多元线性回归。因此，我们考虑了一个由不同年龄、性别和身高的学生组成的单列学校实验。对出现在不同跑步中的单个个体进行分析，以研究人类因素（如身高、年龄和性别）以及所有其他未知的个体效应（如动机或注意力）对个体速度的影响。分析表明，对于学生来说，年龄和身高有很强的相关性，因此，年龄可以忽略不计。此外，研究表明，性别的影响很弱，其他不可测量的个人特征的影响比身高更强。在进一步的步骤中，使用混合模型以及多重线性模型。在这里，它表明，混合模型，考虑所有其他未知的个人效应的每个人作为一个随机因素是更可取的模型，其中个人的速度只取决于变量的车头时距，高度，和所有其他未知的个人效应作为固定因素。
2022-02-26 physics.soc-ph
A kinetic theory approach for 2D crowd dynamics with emotional contagion
在本文中，我们提出了一种计算建模方法的人群的动态，其中的情绪（特别是恐惧）的传播有行人的行为的影响。我们的方法是基于活性粒子的动力学理论的方法。该模型允许我们根据恐惧程度在两种竞争行为之间进行权衡：寻找不那么拥挤的区域和无意识地跟随潮流的趋势（羊群）。每个行人的恐惧程度会影响她的步行速度，并受到邻居恐惧程度的影响。在数值上，我们解决了我们的行人模型与情绪传染使用算子分裂计划。我们模拟疏散场景，涉及两组相互作用的行人，以评估域几何形状和恐惧传播的细节如何影响疏散动态。此外，我们再现疏散动力学的实验研究，涉及苦恼的蚂蚁。
2021-02-17 cs.NA math.NA physics.soc-ph
Empirical study of turning and merging of pedestrian streams in T-junction
基于Agent的模型正在成为建筑设计、安全评估以及紧急出口管理中不可或缺的工具。然而，在实际使用之前，必须对这些模型进行可靠的校准。为了提高数据库的模型校准，我们提出了两个实验的结果，在T型接头和一个角落。在这样的结构中，行人流的动力学是复杂的，到目前为止还没有系统地研究。为了更深入地理解这一点，进行了一系列控制良好的实验室实验。用于分析实验的Voronoi方法具有高分辨率和小的时间和空间波动。研究结果表明，T型交叉口行人流量的基本图在合流前后并不相同。在相同密度下，行人汇入前的速度小于汇入后的速度。为了分析是否转向或合并的流是负责这种差异，我们比较了行人流量的基本图在T型路口的流量在一个单一的角落。拐角前后水流的基本流图吻合较好，并与汇合后的丁字路口水流基本流图一致。此外，利用Voronoi方法获得了密度、速度分布的空间分辨测量。这些地图提供了有关危险地点的重要信息，从而能够改善出口管理和设施设计。
2012-07-26 physics.soc-ph
How simple rules determine pedestrian behavior and crowd disasters
随着群体性事件规模的不断扩大和发生频率的不断提高，人群灾害的研究和行人流的模拟已经成为重要的研究领域。然而，即使是成功的建模方法，如牛顿力模型的启发，仍然不完全符合经验观察，有时很难校准。本文提出了一种基于行为分析的认知科学方法。我们建议，引导视觉信息，即障碍物在候选视线的距离，行人应用两个简单的认知程序，以适应他们的步行速度和方向。虽然比以前的方法更简单，但该模型预测的个人轨迹和集体运动模式与大量的经验和实验数据具有良好的定量一致性。这包括自组织现象的出现，例如自发形成单向车道或走走停停的波浪。此外，行人碰撞与身体碰撞的结合产生了极端密度的人群湍流，这是在最近的人群灾难中观察到的现象。通过提出多个个体之间同时相互作用的综合处理，我们的方法克服了当前物理学启发的对相互作用模型的局限性。因此，通过认知行为学了解人群动态不仅对更好地准备安全的群体事件至关重要。它还为更现实的集体社会行为建模扫清了道路，特别是人类群体和生物群体。此外，我们的行为学可能有助于提高自主机器人的导航。
2011-05-11 physics.soc-ph
Collective dynamics of pedestrians interacting with attractions
为了探讨行人与景点互动的集体效应，本研究扩展了社会力模型。这样的相互作用导致行人在景点周围形成稳定的集群，如果相互作用变得更强，甚至会冲进景点。研究还发现，对于高行人密度和中等互动强度，一些行人冲进景点，而其他人移动到邻近的景点。这些集体模式的行人运动或阶段和它们之间的过渡系统地呈现在相图。结果表明，安全和有效地使用行人区域可以通过调节行人密度和吸引力的相互作用的强度来实现，例如，为了避免涉及对有限资源的极端渴望的情况。
2017-09-05 physics.soc-ph
Universal flow-density relation of single-file bicycle, pedestrian and car motion
流量与密度之间的关系是描述交通系统效率的一个基本的定量特征。我们已经进行了实验与单车运动，并与以前的研究在类似的设置汽车和行人运动的结果进行比较。在时空图中，我们观察到三种不同的运动状态（自由流状态，堵塞状态和走走停停波）在所有这些系统。尽管它们有明显的差异，但在对空间和时间进行适当的重新标度后，考虑到这三种物质的大小和自由速度，它们被描述为一个通用的基本图。这表明系统之间的相似性比预期的更深。
2014-09-29 nlin.CG physics.soc-ph
Empirical results for pedestrian dynamics and their implications for cellular automata models
多年来，已经开发了大量的行人动力学模型。然而，到目前为止，还没有太多的注意到他们的定量验证。通常，重点是再现经验观察到的集体现象，如逆流中的车道形成。这可以给出模型的真实性的指示，但是实际应用，例如在安全分析中，需要定量预测。我们讨论了目前的实验情况，特别是对于基本图，这是校准所需的最重要的量。此外，我们考虑了基于元胞自动机的建模的影响。作为具体的例子，介绍了地板场模型。除了它的基本图的属性，我们讨论了出口实验的冲突和摩擦效应的相关性的影响。
2010-07-23 nlin.CG physics.soc-ph
Microscopic insights into pedestrian motion through a bottleneck, resolving spatial and temporal variations
行人的运动受到广泛的影响，表现出丰富的现象学。为了能够精确测量密度和速度，我们使用了另一种定义，使用Voronoi图，它比标准定义具有更小的波动。这种方法允许在比行人小的尺度上进行检查。我们使用这种方法来调查的空间和时间变化的瓶颈处的可观。实验进行了180个测试对象和广泛的瓶颈参数。分析了通过短瓶颈的反常流动和存在窄瓶颈的非定态流动。
2011-05-08 physics.soc-ph
Experimental study of pedestrian flow through a T-junction
在本研究中，在实验室条件下进行了一系列的实验，以研究行人通过T型交叉口，即，两条支流汇入主流。实验的整个持续时间由摄像机记录，每个行人的轨迹使用软件Petrack从这些视频中提取。Voronoi方法用于解决基本图的精细结构和轨迹的测量量的空间依赖性。在我们的研究中，通过分析密度和速度的时间序列，只使用在稳态的数据。密度、速度和比流剖面通过细化测量区域的尺寸获得（这里采用10 cm \times 10 cm）。在这样高的分辨率下，可以分别得到密度、速度和比流量的空间分布，并可以直观地观察到高值区域。最后，在三个不同的位置，T型接头流的基本图进行了比较。结果表明，这两个分支的基本图匹配良好。但在相同密度下，汇流前流速明显低于主流流速。合并后，比流量随密度ρ增大，直到2.5 m-2。在ρ= 1.5 ~ 3.5 m-2范围内，比流量几乎与密度无关
2012-07-24 physics.soc-ph
Experimental examination of the alleged influence of cultural differences on single-file pedestrian fundamentals
本研究通过单文件行人实验检验文化差异对行人基本图的影响，对比中加两国行人在不同人数下的速度差异，分析多类因素的作用，并用回归分析验证群体差异。
2023-05-03 physics.soc-ph
