Abstract
This paper presents an enhanced social force model to describe the pedestrian’s movement and evacuation dynamics on stairs. Compared with original models that described the pedestrian’s planar motion, our model introduces some mechanisms of the staircase movement, such as the influence of staircase geometry, the restriction of the step size and the optimal velocity selection. The body shape of each pedestrian is regarded as a set of three circles to precisely quantify the movement. In addition, the rotation dynamics are included into the model to describe the congestion effect. The improved model can obtain individual velocity under different staircase geometries and the flow characteristics of the evacuation dynamics. Some empirical data and a series of observations captured in two subway stations in Beijing are applied to study the characteristics and further validate the model. The results show that our model performs well consistent with the observed data. At last, simulations are implemented to find the solutions of estimating the evacuation time and evaluating the capacity of stair
چکیده
این مقاله یک مدل نیروی اجتماعی بهبود یافته را ارائه می دهد که حرکت عابران پیاده و دینامیک تخلیه افراد روی پلکان ها را توصیف می کند. در مقایسه با مدلهای اولیه که حرکت دو بعدی عابر پیاده را توصیف می کردند، مدل ما مکانیزم های حرکت پلکان از جمله تاثیر هندسه پلکان، محدودیت اندازه پله و انتخاب سرعت بهینه را نیز در نظر می گیرد. شکل بدن هر عابر پیاده به صورت مجموعه ای از سه دایره در نظر گرفته می شود که حرکت با به طور دقیق مشخص می کند. بعلاوه، دینامیک دورانی وارد مدل می شود تا اثر شلوغی را توصیف کند. این دل اصلاح شده می تواند با هندسه های مختلف پلکان و مشخصات جریان دینامیک تخلیه ای، سرعت فرد را به دست آورد. برخی داده های تجربی و یک سری مشاهدات در دو ایستگاه مترو درپکن جمع آوری شده و برای مطالعه مشخصات به کار برده شده اند تا اعتبار مدل را تایید کنند. نتایج نشان می دهند که مدل ما سازگاری خوبی را با داده های مشاهده شده دارد. درنهایت شبیه سازی ها پیاده سازی شده اند تا راه حل هایی را برای تخمین زمان تخلیه و ارزیابی ظرفیت پلکان بیابند.
1-مقدمه
پلکان ها کاربرد گسترده ای را در همه انواع ساختمان ها بخصوص در مکان های عمومی بزرگ مثلا ایستگاه های مترو، مراکز خرید و ساختمان های اداری دارند. راه رفتن روی پلکان ها در زندگی روزانه ما بسیار رایج و مهم هستند و طراحی علمی و بهره برداری موثر از پلکان ها برای طراحان و مدیران یک ضرورت است (Peacock et al., 2009). در مواقع اضطراری نظیر قطعی برق، آتشسوزی، زمین لرزه یا مخاطرات دیگر، آسانسورها ممکن است خراب باشند و پلکان ها به مسیرهای گریز اصلی بدل می شوند.