摇晃桥上人群动力学的足力模型
物理与社会
2017-02-21 v2 适应与自组织系统
摘要
现代人行桥和悬索桥均使用行业标准软件包进行设计，然而灾难性的共振振动仍时有发生，导致数百万美元的维修费用。近期的例子包括1999年巴黎索尔费里诺桥开放期间行人引发的振动，以及2014年布鲁克林斯奎布公园桥加剧的弹跳。最著名的不稳定活跃桥梁案例是伦敦千禧桥，该桥因行人-桥梁相互作用而开始摇晃。由步伐相位调整导致的行人锁相，被怀疑是其大幅横向振动的主要原因；然而，其在摇晃启动中的作用曾存在争议。在本文中，我们建立了行人对桥梁运动响应的足力模型，以及详细但解析上易于处理的人群锁相模型。我们使用生物力学启发的人群横向运动模型，研究桥梁显著摇晃所需的行人同步程度以及临界人群规模。我们的结果可作为设计人行桥或限制现有桥梁最大承载人数的安全指南。行人模型可在数值探测特定桥梁设计时用作“碰撞测试假人”。这一点尤为重要，因为美国的人行桥设计规范并未包含考虑集体行人行为的明确指南。
引用
@article{arxiv.1610.05366,
title = {Foot force models of crowd dynamics on a wobbly bridge},
author = {Igor Belykh and Russell Jeter and Vladamir Belykh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.05366},
year = {2017}
}