[发明专利]一种基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法

权利要求书

1.一种基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取丁字路口处的街道参数，包括丁字路口处主干路街道宽度、支路街道宽度、主干路街道长度和支路街道长度；

2)建立Aw-Rascle人群动力学模型：

ρ_t+(ρv)_x+(ρu)_y＝0

(v+P_h)_t+v(v+P_h)_x+u(u+P_h)_y＝s₁

(v+P_v)_t+v(v+P_v)_x+u(u+P_v)_y＝s₂

其中，ρ表示人群密度，v表示水平方向速度，u表示垂直方向速度，P_h表示水平方向的压力项，P_v表示垂直方向的压力项，s₁和s₂表示松弛项因子，下标t表示对时间的偏导数，下标x表示对距离x的偏导数，下标y表示对距离y的偏导数；

3)在所述Aw-Rascle人群动力学模型基础上，引入交叉口区域的影响矩阵，构建丁字路口人群疏散动力学模型：

所述丁字路口人群疏散动力学模型表示为：

ρ_t+(ρv)_x+(ρu)_y＝0

ρ(v+P_h(ρ,v,u))_t+ρv(v+P_h(ρ,v,u))_x+ρu(u+P_h(ρ,v,u))_y＝ρs₁

ρ(v+P_v(ρ,v,u))_t+ρv(v+P_v(ρ,v,u))_x+ρu(u+P_v(ρ,v,u))_y＝ρs₂

其中，P_h(ρ,v,u)和P_v(ρ,v,u)分别为考虑交叉口区域的影响矩阵后的水平方向的压力项和垂直方向的压力项；

4)基于所述街道参数建立人群初始化高斯分布模型；

5)基于人群初始化高斯分布模型初始化人群密度后，以所述丁字路口人群疏散动力学模型进行仿真，通过仿真生成可视化的人群密度等高线图，由该人群密度等高线图中标定出人群疏散高风险区域。

2.根据权利要求1所述的基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，所述松弛项因子s₁和s₂的表达式分别为：

其中，τ是松弛时间，速度V(ρ)是水平方向的最大速度，U(ρ)是垂直方向的最大速度。

3.根据权利要求1所述的基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，所述交叉口区域的影响矩阵表示为：

其中，M_imp为影响矩阵，C为最大影响系数，i和j分别为疏散个体在交叉口区域的横坐标和纵坐标，E为元素均为1的矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，所述人群初始化高斯分布模型表示为：

其中，ρ(x,y,0)为由所述丁字路口人群疏散动力学模型确定的坐标(x,y,0)处的人群密度，D_max为设定密度最大值，a和b分别为垂直和水平方向密度分布中心的横纵坐标，基于街道参数获得，σ为松弛量。

5.根据权利要求1所述的基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，所述人群疏散高风险区域为人群密度大于设定密度最大值D_max的区域。

6.根据权利要求1所述的基于街道宽度比的丁字路口高风险区域标定方法，其特征在于，通过不同街道参数下的丁字路口人群疏散动力学模型仿真，获得不同街道宽度比对人群疏散密度的影响。