Pedestrian Flow at Bottlenecks - Validation and Calibration of Vissim's Social Force Model of Pedestrian Traffic and its Empirical Foundations
在这方面的贡献，第一个实验结果的行人流量通过瓶颈，然后比较与社会力量模型的Vissim仿真框架中得到的仿真结果。关于实验，有人认为，流量和瓶颈宽度之间的基本依赖关系不是一个阶跃函数，但它是线性的和修改的心理现象的影响。模拟结果也显示出线性相关性，并且可以校准参数，使得流量和时间的绝对值适合实验结果的范围。
2008-05-13 cs.MA 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
Fluctuations in pedestrian evacuation times: Going one step beyond the exit capacity paradigm for bottlenecks
为安全起见，建筑物和公共设施的设计必须符合建筑规范中的准则。建筑规范中的准则通常与出口通行能力\emph{i.e.}的概念有关，即通过瓶颈（拥堵时）的平均行人流量。在这里，我们认为，一个应该适当考虑到疏散时间的波动时，制定这些准则。这是特别真实的，当狭窄是突然的，人群可能会表现出竞争性。我们建议一个简单的方法来评估（部分）这些波动的程度的基础上，通过consideredbottleneck，这在实践中可以通过分析记录未来的真实疏散，或者，现实的演习（在什么是道德上可能的极限）连续逃生之间的时间间隔的统计数据。我们简要地提出了一个测试所提出的策略，使用元胞自动机模型，并确认其有效性在某些条件下，但也披露了它的一些局限性。特别是，它可能严重低估了行人行为中存在强相关性的波动（同时仍然比平均容量表现得更好）。
2017-12-06 physics.soc-ph
Quantitative Verification of a Force-based Model for Pedestrian Dynamics
本文介绍了一种空间连续的基于力的行人动力学模型。这项工作的主要目的是通过瓶颈和走廊的行人运动的定量描述。将介绍瓶颈处的流量和密度测量结果，并与经验数据进行比较。此外，再现了走廊中运动的基本图。该模型的结果与经验数据吻合较好。
2009-12-20 physics.soc-ph
Prolonged Clogs in Bottleneck Simulations for Pedestrian Dynamics
本文研究堵塞现象，使用基于速度的行人动力学模型。首先，介绍了一种在仿真中识别长时间阻塞的方法。然后采用不同的初始和边界条件进行瓶颈模拟。分析了长时间堵塞的数量，以调查导致这种现象的决定性因素。此外，两个连续的代理通过出口之间的时间间隔，和代理的轨迹进行了分析。三种类型的因素的影响进行了研究：参数的空间边界，算法相关的模型的实施，和运动模型的因素。空间边界的参数包括瓶颈出口的宽度和位置。数学因素是更新方法和时间步长的大小。模型参数涵盖了几个参数，描述动机的水平，代理人之间的影响的强度和范围，以及代理人的形状。结果表明，长时间阻塞的发生与空间边界和运动模型的参数密切相关，但与算法因素几乎没有相关性。
2021-05-09 physics.soc-ph
Experimental study of pedestrian flow through a bottleneck
在这项工作中，与行人的瓶颈实验的结果的总时间，流量，特定的流量，和时间间隔的形式。一个主要的目的是找到这些值的依赖瓶颈宽度。结果表明，当一次只能通过一个人时，比流量随宽度的增加呈线性下降，而当瓶颈宽度较大时，比流量则为一个常数。在时间差距的分布方面，也发现了小瓶颈（一次一个人）和宽瓶颈（一次两个人）之间的差异。
2006-10-11 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Experimental Analysis of Two-Dimensional Pedestrian Flow in front of the Bottleneck
这一贡献提出了实验研究的二维行人流的目的是捕捉行人行为的集群内形成的瓶颈。根据Ezaki et al.（2012）的相变研究，安排了两个通过一进一出房间的实验，调节流入速率以获得不同的行走模式。通过自动图像处理，从摄像机记录中提取行人路径，得到实际速度和局部密度。通过虚拟检测器和行人离开时间提取宏观信息。行人的行为是通过密度和速度进行评价。不同的测量方法进行了比较，使用几个基本图表。研究了群体行为的两个阶段，并描述了群体行为的相变。
2014-08-26 nlin.AO physics.soc-ph
Prediction of Pedestrian Speed with Artificial Neural Networks
行人的行为往往取决于设施的类型。因此，在复杂的几何形状（包括走廊，瓶颈或交叉口）的行人运动的准确预测是很难实现的经典模型与参数少。人工神经网络具有多个参数，能够识别各种类型的模式。它们可能是预测的一个合适的替代方案。我们在本文中的目的是提出测试这种方法的第一步。我们比较行人速度的估计与经典模型和神经网络的组合走廊和瓶颈实验。结果表明，神经网络能够区分两种几何形状，并改善行人速度的估计时，几何形状是混合的。
2018-01-31 physics.soc-ph
Origin of the correlations between exit times in pedestrian flows through a bottleneck
通过对密集行人流量的微观分析，特别是对连续通道之间的时间间隔的分析，已经出现了强大的统计特征。由于我们开发和定量分析的简单模型，我们确定了这些特征的起源机制。我们反驳了连续时间间隔之间的关系（即，较短的和较长的路线之间的交替）是类似拉链的行人路线插入的标志，并且表明它们仅仅是由于来自不同“路线”或方向的行人在短时间间隔内穿过瓶颈的可能性而产生的。第二个特征涉及逃逸的爆发，即，接连不断的出口尽管无处不在的指数分布的突发大小，所需要的泊松过程，我们认为，异常（幂律）统计出现，如果瓶颈几乎是拥挤的，虽然只有在参数空间的一小部分。所提出的机制的一般性意味着，类似的统计特征也应该观察到其他类型的颗粒流。
2017-11-23 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Experimental study on the elderly pedestrians passing through bottlenecks
人口老龄化是一个世界性的社会现象。本研究以老年行人为研究对象，通过一系列的控制实验，探讨老年行人通过瓶颈路段时的运动特性。观察到了类似于年轻人的“拉链效应”和“车道形成”等自组织现象。实验中出现在出口前的最高局部密度超过4 m-2。当宽度为0.5 m和0.7 m时，老年人的两个连续行人之间的时间间隔比年轻人长约0.2 s。随着出口宽度的增大，这种差异逐渐减小.研究发现，在相同的出口宽度下，老年人的流量要小于年轻人的流量，而瓶颈宽度与流量之间存在线性关系。当瓶颈宽度小于0.8m时，行人等待时间可分为两个阶段。本研究之结果将可作为老年人疏散指导及设施设计之参考。
2019-12-17 nlin.CG physics.soc-ph
Fluid-Based Analysis of Pedestrian Crowd at Bottlenecks
University of Connecticut（康涅狄格大学）
本文通过整合心理原理与牛顿运动，推导出流体方程，研究人群通过瓶颈时不同形式能量的平衡，填补了心理研究、人群模型和模拟结果间的空白，并提供新视角解释更快更慢效应及灾难性事件成因。
2026-04-07 math.AP nlin.AO physics.soc-ph
Individual Microscopic Results Of Bottleneck Experiments
这一贡献提供了微观实验研究的行人运动的瓶颈前，解释了个人旅行时间的高方差的轨迹的统计分析。分析表明，这种异质性增加占用。由于更有效的路径选择和人群中更积极的行为，一些参与者能够达到更低的旅行时间。基于此观察，线性模型预测旅行时间相对于侵略性的行人。
2016-03-07 physics.soc-ph
Quantification of bottleneck effects for different types of facilities
行人流量的限制可因方向改变、溪流汇流及其他改变或干扰而触发，而这些改变或干扰会造成类似几何学上的瓶颈效应。在这方面的贡献，我们分析经验的变化或干扰的类型如何影响设施的能力。为此目的，四种类型的设施，包括一个短缩窄，一个长缩窄，一个角落和一个T型接头进行了研究。研究发现，行人流量的减少取决于狭窄的形状和长度。在所有研究设施中，角部的最大观测流量（约1.45（m.s）-1）最低，而短窄部的最大观测流量最高。研究结果表明，使用一个独特的基本图来描述行人流在不同类型的几何交叉是有限的。
2015-08-27 physics.soc-ph
Examining effect of architectural adjustment on pedestrian crowd flow at bottleneck
瓶颈研究的最新进展强调了出口处不同的结构调整可以降低出口处堵塞的概率，从而提高个体的流出。然而，这些研究大多局限于非人类生物体的受控实验或预测模型。补充数据与人类受试者，以测试该模型的文献有限。本研究的目的是通过控制实验室实验与人类参与者检查不同的几何布局在出口处对行人流量的影响。实验设置涉及通过14个不同的几何配置，包括不同的出口位置和出口附近的障碍物正常和缓慢运行条件下的行人流。结果表明，在相同的障碍物条件下，拐角出口比中间出口具有更好的性能。此外，有人指出，障碍物的有效性是敏感的，它的大小和距离出口。因此，通过在标准逃生区域内进行仔细的建筑调整，可以在正常和缓慢运行条件下实现流出量的大幅增加。然而，还观察到，将障碍物放置得太靠近出口会在正常和慢速运行条件下减少流出。此外，我们不能观察到“更快的是更慢”的效果在缓慢运行的条件下，而是注意到“更快的是更快”的效果。此外，幂律拟合车头时距分布表明，任何建筑配置，提高了外流有更高的指数值相比，其他配置，否定了外流。
2018-08-22 physics.soc-ph
New insights into pedestrian flow through bottlenecks
容量估算是行人设施设计和尺寸确定的重要工具。文献中包含不同的程序和规范，这些程序和规范在估计流量值方面存在相当大的差异。此外，新的实验数据表明，容量随宽度逐步增长，从而挑战了特定流量概念的有效性。为了解决这些差异，我们在实验室条件下，通过瓶颈单向行人流进行了实验研究。给出了不同宽度瓶颈中单个速度、密度和单个时间间隙等量的时间发展。数据显示流量随宽度线性增长。与其他作者的实验数据的比较表明，瓶颈容量估计的基本假设必须修改。与大多数规划准则相矛盾的是，我们的主要结果是，即使进入的流量没有超过根据基本图由流量最大值定义的容量，也会发生堵塞。
2007-12-03 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Universality class of balanced flows with bottlenecks: granular flows, pedestrian fluxes and financial price dynamics
我们提出并记录的证据之间的类比存在的瓶颈或限制和金融价格形成过程的动态颗粒逆流。使用广泛的模拟，我们发现，通过门的模拟行人逆流显示许多程式化的事实观察到的金融市场时，门周围的密度与价格的对数相比。当行人模型中的代理被假定为显示零智能行为时，已经存在风格化的属性。如果代理人被赋予决策能力，并适应部分遵循大多数，羊群行为的时期可能会额外发生。由于间歇性动态，这会产生绝对收益自相关的非常缓慢的衰减。我们的研究结果表明，金融价格波动的程式化事实是由两个具有相反利益的集团在存在限制交易流到一个狭窄的价格区间的情况下的竞争造成的。
2012-05-13 physics.soc-ph q-fin.ST
A counterintuitive way to speed up pedestrian and granular bottleneck flows prone to clogging: Can 'more' escape faster?
密集的颗粒流通过收缩，以及竞争性的行人疏散，阻碍了形成堵塞的倾向。我们usemulsification模型行人和实验与颗粒磁盘探索一个原始的策略，以加快这些流量，其中包括在大会中的接触厌恶的实体。最小的元胞自动机和连续的基于代理的模型的行人疏散动力学的基础上，我们发现，包括礼貌的行人在一个给定的竞争人群未能减少疏散时间时，收缩（门口）是可以接受的大。这并不奇怪，因为添加代理会使人群更大。相比之下，当门很窄，一次最多只能容纳一两个特工时，我们的策略成功地大大抑制了长时间的木屐，加快了疏散速度。在一个开口窄于3个圆盘直径的振动二维漏斗流中，实验观察到类似的效果。事实上，通过在中性盘的初始集合中加入一大部分磁性盘，相互排斥，我们观察到中性盘连续出口之间的时间间隔缩短，正如其概率分布的研究所反映的那样。在一个更定性的说明，我们的研究表明，行人流和颗粒流之间的类比可以扩展到个别行人的一些行为特征。
2018-07-18 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Assessment of Models for Pedestrian Dynamics with Functional Principal Component Analysis
许多基于智能体的行人流仿真方法已经被提出。在应用这些模型时，例如\在疏散研究中，这些模型的质量和可靠性至关重要。行人轨迹是函数数据，因此函数主成分分析是评估行人流模型质量的自然工具。在这篇文章中，我们进行功能PCA的行人通过瓶颈的轨迹。我们基准两个代理的行人流量模型对实验数据使用PCA平均和随机特征。功能PCA被证明是一个有效的工具，以检测模拟和实验之间的偏差，并评估行人模型的质量。
2015-09-06 physics.soc-ph
Effects of the body force on the pedestrian and the evacuation dynamics
社会力模型（SFM）是描述情绪压力下群体行为的一个合适模型。本研究分析了体力在原始SFM中的作用。我们专注于与车身刚度（kn）和它的影响，行人动力学的两种不同的几何形状：瓶颈和走廊的参数。增加kn会对每个几何体的群组动态产生相反的影响：瓶颈的群组速度增加，而走廊的群组速度减少。前者反映了这样的事实，即刚度的增加减少了行人之间的重叠，因此，滑动摩擦减小。这种现象减少了靠近出口门的阻塞集群的数量。相反，在走廊的情况下，由于限制墙，行人由于空间限制而紧密地进入网格状配置。与墙壁的摩擦相互作用决定了整个人群沿着走廊的速度。此外，道路几何图形会在非常拥挤的环境中生成速度减慢的流量，这在许多实际情况下都可以观察到。我们还探索了由单位简化的运动方程产生的无量纲参数，并调整它们以再现经验基本图的定性行为。
2020-03-05 physics.soc-ph
Microscopic Travel Time Analysis of Bottleneck Experiments
这一贡献提供了一个微观的实验研究行人运动的瓶颈前面。在进行的实验中，识别单个行人可以解释由人群的异质性引起的旅行时间的高方差。有些行人能够有效地穿过人群，有些人被困在人群中的时间要长得多。这种通过人群的能力与行驶时间对瓶颈前面行人数量的依赖性的个体线性模型的斜率相关联。通过路径选择策略，即绕过人群还是直接穿过人群的策略，对这种能力的起源进行了进一步的研究，发现这种能力是冲突中的攻击性和超越人群的意愿的结合。
2018-01-04 cs.MA physics.soc-ph stat.AP
A well-motivated model of pedestrian dynamics
Institute for Advanced Simulation (IAS), Forschungszentrum Jülich（先进模拟研究所，于利希研究中心）；Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Wuppertal（人文与社会科学学院，伍珀塔尔大学）；Faculty of Architecture and Civil Engineering, University of Wuppertal（建筑与土木工程学院，伍珀塔尔大学）
本文提出基于期望-价值理论的动态动机模型，通过考虑目标接近度、相对位置和个体目标重要性，动态调节行人移动参数，模拟预瓶颈等待场景，揭示人群自我组织的异质性特征。
2026-05-01 physics.soc-ph
Experimental proof of Faster-is-Slower in multi-particle systems flowing through bottlenecks
“快即慢”（FIS）效应首先通过计算机模拟行人通过狭窄出口的出口来预测[Helbing D，Farkas I J，Vicsek T，Nature 407：487-490（2000）]。FIS指的是这样的发现，即在某些条件下，个体在试图退出时的过度活力会导致流速下降。一般来说，这种效应是通过在绘制人群的总疏散时间作为行人期望速度的函数时出现最小值来识别的。在这里，我们的实验表明，FIS效应确实发生在三个不同的系统中的离散颗粒流过收缩：（a）人类撤离一个房间，（b）一群羊进入谷仓和（c）谷物流出的二维料斗振动倾斜。这一发现表明，FIS是一个普遍的现象，活性物质通过一个狭窄。
2015-06-29 physics.soc-ph
Totally asymmetric simple exclusion process with a time-dependent boundary: interaction between vehicles and pedestrians at intersections
车辆和行人之间的相互作用在许多领域，如人行横道和交叉口。本文研究了一个完全不对称的简单排斥过程，该过程在边界处有一个由相互作用引起的瓶颈。由于行人速度的时间依赖性，即使最后一个站点的平均跳跃概率相同，模型的流量也会发生变化。我们用两种近似：（2+1）-集团近似和孤立的稀疏波近似分析了这一现象。近似结果捕捉到了模型的有趣特征。此外，我们还讨论了车辆在交叉口右转的情况下，通过添加一个交通灯的边界条件。研究结果表明，行人紧急抢行是消除右转车道交通拥堵的有效措施。
2014-03-14 nlin.CG physics.soc-ph
Introduction of Frictional and Turning Function for Pedestrian Outflow with an Obstacle
本文通过对影响瓶颈口人流的两个重要因素的详细研究，分析了在出口处设置障碍物的影响。一个是当行人从房间疏散时，在出口处发生的冲突。我们使用地板场模型来模拟这种行为，这是一个研究得很好的行人模型，使用元胞自动机。摩擦参数考虑了这些冲突。然而，到目前为止，摩擦参数是一个常数，并不依赖于在同一时间发生冲突的行人的数量。因此，我们改进了摩擦参数的摩擦功能，这是一个功能的行人参与冲突的数量。第二，我们新引入了行人在出口处转弯的成本。由于行人有惯性，转弯时行走速度降低，行人流量减少。通过平均场论和实验验证了该模型的有效性。在我们的实验中，当我们在出口前放置障碍物时，行人流量会增加。分析结果清楚地解释了障碍物的作用机理，即，障碍物阻挡了行人向出口移动，并减少了参与冲突的行人的平均数量。我们还发现，当我们将障碍物从中心移开时，障碍物的效果会更好，因为行人通过出口时转弯较少。
2009-06-01 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
A comparative study on the bottleneck flow between preschool children and adults under different movement motivations
了解儿童的运动特征，对于提高儿童的安全水平，特别是在紧急情况下的安全水平具有重要意义。本研究通过实验室实验，探讨了高运动动机下学龄前儿童通过瓶颈的动力学。研究发现，在一定程度上考虑人体尺寸和运动动机的影响后，成人和儿童的流量与瓶颈宽度的关系可以得到统一。高运动动机导致行人之间的竞争，导致不同的时空分布的密度和速度相比，正常的成年人的运动。基于Voronoi方法，观察到的拱形分布的儿童运动的竞争，而它是泪珠形的成人没有竞争。儿童密度峰值出现在距瓶颈口30 cm处，接近14 ped/m2。然而，它是约100厘米的瓶颈为成年人。此外，实验中还观察了引导、推挤和玩耍等儿童的典型行为。本研究之发现，将有助于儿童避难演习设计及儿童避难设施设计。
2018-12-30 physics.soc-ph
Together apart: the influence of increased crowd heterogeneity on crowd dynamics at bottlenecks
本文通过25名不同行动能力行人的瓶颈通过实验，揭示轮椅和行李使用者会降低自身及后方人员通行效率并延长清空时间，从而挑战既有疏散性能评估方法。
2023-11-02 physics.soc-ph
Investigating the effect of social groups in uni-directional pedestrian flow
通过离散模型研究了单向流动的情况下，二元体成员之间的凝聚力的影响：模拟了走廊和从一个房间的出口与不同宽度的瓶颈。该模型通过自适应机制管理模拟群体成员的动态，根据群体的分散度平衡运动的概率;通过参数$κ_c$和$δ$校准内聚机制。所有的场景都模拟了两个程序：（程序1）人口组成的个人行人，以验证模拟模型，并提供基线数据;（程序2）人口，包括二分之一（50%的模拟行人），以验证其影响。在走廊的情况下，二元体的存在会导致在中高密度的速度和比流的减少。从一个正方形的房间与一个独特的中央出口产生的结果符合最近的研究文献中，但也表明，二元体的负面影响的动态，通常导致较慢的步行速度和较低的行人流量。忽略二元体的存在会导致对出口流量的高估。
2017-10-31 cs.MA physics.soc-ph
Modeling Crowd Turbulence by Many-Particle Simulations
最近的一项研究[D. Helbing，A. Johansson和H. Z. Al-Abibalan，{ \it Phys. Rev. E} 75，046109（2007）]揭示了行人流的“湍流”状态，其特征在于突然位移并导致人的跌倒和踩踏。然而，湍流人群运动是不能很好地再现目前的多粒子模型，由于其在极端密度的地区的局部相互作用的代表性不足。在这篇文章中，我们扩展了社会力模型的排斥力项，以再现群体湍流。我们进行数值模拟的行人通过一个瓶颈区域与这个新的模型。观察到从层流到走走停停和湍流的转变。人群湍流的经验特征，如结构函数和速度增量的概率密度函数再现良好，即他们是很好的兼容性与视频数据的分析，在每年的穆斯林朝圣。
2007-08-24 physics.soc-ph
Evacuation time estimate for a total pedestrian evacuation using queuing network model and volunteered geographic information
城市疏散时间的估计是一个重要的问题，因为成千上万的个体之间的相互作用，引起各种集体现象，如瓶颈形成，间歇流和走走停停的波。我们提出了一个平均场的方法来绘制道路网络的空间属性，疏散人数和由此产生的疏散时间估计（ETE）之间的关系。我们将$50$中等规模的英国城市分为共$697$的集水区，我们定义为一个区域，所有代理共享相同的最近的出口节点。在这些集水区，90%的座席位于其指定出口节点的$5.4$ km范围内。我们建立了一个集水区的属性（人口，距离出口节点和出口节点宽度）和自由流制度的平均流速通过模拟总疏散使用代理基于“排队网络”模型的特征流量。我们使用这些变量来确定汇水区属性和所得ETE之间的关系。这种关系可以使应急规划人员能够快速评估疏散策略，并在危机发生时帮助支持决策。
2015-10-08 cs.MA physics.soc-ph
Enhanced empirical data for the fundamental diagram and the flow through bottlenecks
近年来，已经提出并应用了几种模拟行人动力学的方法，例如用于出口路线的设计。然而，到目前为止，没有太多的注意力已经支付给他们的“定量”验证。这种不令人满意的情况属于不确定和矛盾的实验数据基础。基本图，即流量或速度的密度依赖性，可能是最重要的关系，因为它连接了描述人群动态的基本参数。但不同手册中的规格以及实验测量结果差异很大。瓶颈流也是如此。经过全面审查的实验数据库，我们给出了一个调查的研究项目，包括实验多达250人进行良好控制的实验室条件下。高精度测量每个人的轨迹，以分析基本图和通过瓶颈的流量。轨迹允许研究测量的方式如何影响所产生的关系。令人惊讶的是，我们发现这些方法之间存在很大的偏差。这可能是上述文献中出现偏差的原因。这些结果对于比较不同背景下获得的实验数据和验证模型具有特别重要的意义。
2008-10-10 physics.data-an physics.soc-ph
From Crowd Dynamics to Crowd Safety: A Video-Based Analysis
人群动力学的研究是有趣的，因为许多行人的相互作用产生的各种自组织现象，这可能会改善或阻碍他们的流动。除了在中等密度下形成均匀步行方向的车道和瓶颈处的振荡外，最近发现停走波[D。Helbing等人，物理修订版信函97，168001（2006）]和一个现象称为“人群湍流”，可以发生在高行人密度[D. Helbing等人，E 75，046109（2007）]。虽然极端条件下行人的行为对群体性事件的进出和紧急疏散的安全具有决定性意义，但目前还缺乏对极端拥挤的实证研究。因此，本文讨论了如何可以研究高密度条件下，根据适当的视频数据。这是说明在朝圣者流进入前贾马拉桥在米纳，5公里的麦加，沙特阿拉伯的神圣清真寺的例子。我们的研究结果揭示了以前意想不到的斑图形成现象，并表明，平均个人速度不去为零，即使在10人每平方米的局部密度。由于最大密度和流量与其他国家的测量结果不同，这对群众活动设施的容量评估和规模确定具有影响。当情况变得拥挤时，流量显著下降，这可能导致走走停停的波浪和密度的进一步增加，直到达到临界人群条件。然后，“人群动荡”开始，这可能引发人群灾难。
2008-10-25 physics.data-an physics.soc-ph
