2023年3月2日,TOPS第121期组会于通达馆A436线下举行。本期组会是新学期首次恢复线下举办的会议,由课题组新进博后梁浩阳博士为大家分享《恐慌条件下人群动力学的动态宏观建模》与《开放环境密集人流心理-物理建模与动荡预警验证》的相关内容,课题组全体师生出席了本次会议。
组会现场
梁博士第一部分的分享主要针对产生巨大生命财产损失的高密度行人灾难展开,以此为切入点研究高密度人群的动力学特征。为获得恐慌条件下人群的动力学描述,通过改进行人交通流宏观高阶模型,同时考虑地面摩擦力,人群压力,建立质量与动量连续偏微分方程组,整个宏观模型包括路径选择模型、人群压力模型以及连续流模型三部分。该研究创新性地将人群压力拆解为局部压力和可传递压力两部分,以二维程函方程描述恐慌条件下的人群压力模型。在数值实验部分,以算法收敛性分析、2015 Hajj 行人灾难、2022 韩国首尔利泰院事故为案例分析算法的性能。仿真结果与真实情景中人群流在危险场景下的震荡性、传递性以及宏观基本图特征符合度较高,验证了模型的有效性。
汇报内容(一)
第二部分的内容主要针对行人灾难的产生机理,设计行人管控系统,包括监控、识别、预测、决策四部分。目前开发INCROWD系统的难点在于现有的数据驱动研究关注于对密度、速度等物理状态的识别,却缺少对心理状态的实时估计。同时,开放环境下人流结构复杂、人群运动的随机性大,难以满足鲁棒管控系统的需要。如何通过现场实验、VR实验和问卷调查,实现“三元一体”的预警策略评估,提供实证分析,成为行人实证领域的新挑战。
针对上述问题,该研究计划建立两阶段实时模型,首先直接提取人群物理特征,再建立数学模型对进阶特征级心理特征进行预测,最后利用宏观模型对参数进行优化。再通过设计并开展现场人群实验,采集密集人群动力学参数,对模型进行定量评价。
汇报内容(二)
梁博士的报告激发了大家浓厚的兴趣。在提问环节,20级硕士生李政对宏观模型中人群摩擦力的假设、路径选择模型中的预测性用户均衡模型,以及恐慌程度的量化方面进行提问。22级硕士生刘佳琦 对宏观、微观模型不同侧面的仿真验证、真实值获取、定性验证的适用性等问题进行提问。秦国阳 博士对行人群状态的相变,踩踏前后边界条件的变化,以及人群传递压力的可预测性进行提问。21级博士生张小卉 对方程求解变量设置、宏观基本图的假设、线性稳定性分析、解析模型与数据驱动模型的对比等方面进行提问。
随后,杭鹏 老师对人群危险预警与管控进行提问与补充。倪颖 老师对恐慌程度的度量,现场试验的设计细节,人群状态演化机理的研究提出建议。田野 老师对现场实验中高密度人群视觉输入获取的必要性,以及体感输入设备的补充提出建议。岳李圣飒 老师对人群震荡的定量验证与定性描述进行提问。陈信强老师对人群密度估计中的计算机视觉方法进行补充。最后,孙剑 老师对研究的后续拓展、实验方案设计、宏观模型的意义以及应用场景给出建议和补充。
至此,本期组会圆满结束。