基于行为特征线的L型走廊行人汇流行为建模与仿真研究

为解决L型走廊行人汇流导致的拥堵和踩踏风险，研究人员通过实验与仿真结合，揭示了行为特征线、转向紧迫性等关键现象，并开发了改进的最优互惠避碰模型（ORCA）。该模型成功复现了真实汇流行为的时空特征，并发现适度礼让、2.0 m/s期望速度、≤2.0 m行人间距及扩大转向区域可显著提升通行效率，为走廊设计和管理提供了科学依据。

　　

在大型公共场所，L型走廊是行人流交汇的常见场景，但汇流过程中的突发拥堵和踩踏风险一直是安全管理难题。传统研究多关注对称型走廊（如T型、Y型），而对非对称L型结构的行人行为特性缺乏深入解析。尤其当行人从分支走廊转向主走廊时，转向紧迫性、行为特征线等动态现象如何影响整体通行效率，尚未建立系统的理论模型。

为填补这一空白，由国家重点研发计划和自然科学基金资助的研究团队，通过实验观测与计算机仿真相结合，首次揭示了L型汇流的微观行为规律。研究人员利用Unity3D构建三维仿真环境，基于改进的最优互惠避碰模型（Optimal Reciprocal Collision Avoidance, ORCA），成功捕捉到行人提前调整轨迹、内外车道差异转向等真实行为特征。该成果发表于《Simulation Modelling Practice and Theory》，为应急疏散设计和智能人群管理提供了新思路。

关键技术包括：1) 基于真实行人轨迹数据的行为特征线提取；2) ORCA模型改进，融入转向调整因子和速度依赖关系；3) Unity3D三维仿真平台构建；4) 多参数敏感性分析（期望速度、行人间距、礼让程度等）。

L型汇流空间与行为特性
实验发现行人转向存在明显自组织现象：内车道行人需更早调整方向（约提前2.5 m），而外车道行人则保持直线运动更久。这种差异形成两条清晰的行为特征线，被建模为速度相关的动态参数。

ORCA模型的优化选择
相比社会力模型（Social Force Model）易产生非物理性震荡，改进的ORCA模型通过引入互惠避碰机制和转向紧迫性权重，更精准模拟了实际场景中的避让、穿插等微观交互行为。

真实与仿真行为的空间特征对比
三维仿真显示，模型能复现85%以上的真实轨迹特征，包括：分支走廊内提前减速、转向点速度降至0.8-1.2 m/s、主走廊行人"涟漪式"避让等关键现象。

转向调整因子的速度依赖性
当期望速度>2.0 m/s时，内车道调整因子需增加30%以匹配真实轨迹，而外车道因子仅需增加15%，表明高速状态下行人转向策略差异加剧。

讨论与结论
研究发现四大关键规律：1) 主走廊行人适度礼让（避让距离1.0-1.5 m）可使通行效率提升22%，但完全避让会引发"真空带"反而降低效率；2) 期望速度与效率呈非线性关系，超过2.0 m/s后收益递减；3) 双走廊行人间距≤2.0 m时系统最稳定；4) 转向区域扩大20%可使合并效率提高18%。这些结论为《建筑防火规范》等标准修订提供了量化依据，特别是验证了局部空间优化（如转角扩宽）的性价比优势。

Wenhang Li等提出的行为特征线建模框架，首次将微观个体差异（如内外车道行为分化）与宏观自组织现象（如动态车道形成）统一于ORCA体系，其方法论可扩展至地铁站台、体育场出口等复杂场景的智能仿真。未来研究可结合深度学习，进一步探索高密度下的异常行为预警机制。