2015 Fiscal Year Annual Research Report
群集事故解析のための粒子モデルシミュレーション手法の開発とその検証
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25350485
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
川口 寿裕 関西大学, 社会安全学部, 教授 (80234045)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シミュレーション工学 / 群集事故 / 避難 / PIV / 結合粒子モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
離散要素法（DEM）を歩行者間の相互作用力計算に適用し、高密度下の歩行者流れを解析できる数値シミュレーションコードを作成した。本コードを一方通行および対面通行の直線通路内における歩行者流れに適用し、群集密度と歩行速度の関係を求めた。その結果、既存の実験結果とよく一致することが確認された。
人の形状を表現するために、3つの円形粒子を結合させるモデルを開発した（結合粒子モデル）。この手法を出口からの退出問題に適用し、出口付近への物体設置が避難時間に及ぼす影響について解析した。その結果、既存の実験で報告されているような避難時間短縮の効果が現れた。ただし、設置位置によっては避難時間が増加することもあった。そこで、設置位置を変化させた一連の解析を行い、最適な物体設置位置が存在することを示した。
限定された領域内に数十人の人を詰め込み、移動壁を動かすことで、群集密度と壁面圧の関係を求めた。その結果、人体の弾性を線形バネで表現した場合には既存の実験結果と一致しないことがわかった。そこで、人体の弾性を非線形のべき乗則バネで表現した解析を行ったところ、既存の実験結果とよく一致した。人体の弾性を調べるための実験を行ったところ、非線形であることは間違いないが、単純なべき乗則では表現できないことが確認された。
ビデオカメラを用いて実際の群集の流れを撮影し、PIV解析を行った。二次射影による平面補正を行うことで、適正な歩行速度を計測できることがわかった。また、モーションキャプチャーを用いることで複数の歩行者の軌跡を追跡できるシステムを開発した。
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