• ISSN 0258-2724
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考虑行人同步率的随机行走人群模型

操礼林 曹栋 于国军 李爱群

操礼林, 曹栋, 于国军, 李爱群. 考虑行人同步率的随机行走人群模型[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(3): 495-501. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180656
引用本文: 操礼林, 曹栋, 于国军, 李爱群. 考虑行人同步率的随机行走人群模型[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(3): 495-501. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180656
CAO Lilin, CAO Dong, YU Guojun, LI Aiqun. Random Walking Crowd Model Considering Pedestrian Synchronization Rate[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(3): 495-501. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180656
Citation: CAO Lilin, CAO Dong, YU Guojun, LI Aiqun. Random Walking Crowd Model Considering Pedestrian Synchronization Rate[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(3): 495-501. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180656

考虑行人同步率的随机行走人群模型

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180656
基金项目: 国家自然科学基金(51408267,51508237);江苏省高校自然科学基金(14KJB560005)
详细信息
    作者简介:

    操礼林(1979—),男,副教授,博士,研究方向为工程结构抗震抗风与减振控制,E-mail:cll@ujs.edu.cn

  • 中图分类号: TU311

Random Walking Crowd Model Considering Pedestrian Synchronization Rate

  • 摘要: 为了研究行走人群协同性对结构人致振动的影响,基于考虑行人同步率的随机行走人群模型,对人群行走下人行天桥的竖向振动问题就行了分析. 首先通过行走人群随机性分析,提出了考虑行人同步率的随机行走人群集中模型和离散模型;其次在两类模型下考虑人-结构竖向耦合作用,建立了随机行走人群作用下结构竖向振动响应分析方法;最后对比分析了人行天桥在不同随机行走人群模型下的竖向加速度响应和动力特性参数的变化规律. 研究结果表明:两类模型行人行走下,人行天桥的1 s均方根加速度响应随人群密度的提高先增大后减小;人群密度超过0.2人/m2后,随机行走人群离散模型下的人行天桥1 s均方根加速度大于集中模型,且增大集中模型同步区行人间距有利于减小结构振动响应;随着人群密度的增大,人行天桥瞬时频率不断减小,瞬时阻尼比则先增大后减小,集中模型和离散模型下人行天桥瞬时阻尼比分别最大提高到6倍和7倍;考虑行人同步率的随机行走人群模型能准确反映人行天桥实际所受到的人群行走荷载作用,可为人行天桥人致振动响应分析与评估提供参考.

     

  • 图 1  行人简化分析模型

    Figure 1.  Pedestrian simplification analysis model

    图 2  基于步长的简化加载方法

    Figure 2.  Simplified loading method based on step size

    图 3  行人被动调整步态示意

    Figure 3.  Diagram of pedestrian′s passive gait adjustment

    图 4  行人主动调整步态示意

    Figure 4.  Diagram of pedestrian′s active gait adjustment

    图 5  随机行走人群集中模型示意

    Figure 5.  Random walking crowd centralized model

    图 6  随机行走人群建模及结构振动响应分析流程

    Figure 6.  Flow diagram of random walking crowd modeling and structural vibration response analysis

    图 7  不同人群密度下人行天桥竖向加速度响应

    Figure 7.  Vertical acceleration response of footbridge under different crowd density

    图 8  不同人群密度下人行天桥竖向峰值加速度

    Figure 8.  Vertical acceleration peak of footbridge under different crowd density

    图 9  集中模型人群分布

    Figure 9.  Crowd distribution of centralized model

    图 10  集中模型留驻人数

    Figure 10.  Remaining pedestrian number of model centralized

    图 11  人行天桥加速度峰值

    Figure 11.  The acceleration peak of footbridge

    图 12  随机行走人群离散模型示意

    Figure 12.  Random walking crowd discrete model

    图 13  人行桥留驻人数

    Figure 13.  Remaining pedestrian number of footbridge

    图 14  随机行走人群分布

    Figure 14.  Random walking crowd distribution

    图 15  人行桥动力参数

    Figure 15.  Dynamic characteristic parameter of footbridge

    表  1  不同人群密度下1 s均方根加速度均值及变异系数

    Table  1.   Mean square root acceleration and variation coefficient

    人群密度/(人•m−2加速度均值/(m•s−2变异系数/%
    集中模型离散模型无同步模型集中模型离散模型无同步模型
    0.20.6430.6310.62720.317.316.7
    0.40.6610.6880.67516.815.617.6
    0.60.6090.7250.70914.616.315.9
    0.80.5760.6990.67216.217.514.2
    1.0 0.542 0.654 0.645 16.0 14.9 16.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-03
  • 修回日期:  2019-01-02
  • 网络出版日期:  2019-01-11
  • 刊出日期:  2020-06-01

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