中文摘要：

在现代社会中，公共场所密集人群现象常常发生，若缺乏有效的控制与管理，发生突发事件时常会造成重大损失，如2004年1月北京密云元宵灯会上的践踏事故。目前对拥挤人群的机理研究一直比较少，正是这种认识上的缺乏，才使得这类事故频频发生。针对公共场所密集人群的安全管理需求，本项目根据波动理论研究拥挤人群的基本特性，因为密集人群中产生的扰动将直接表现为密度的变化、且以波的形式在人群中传播，而传播中发生的非线性畸变最后可能导致激波的产生、即拥挤事故，因此本研究将揭示拥挤人群中激波产生的规律，提高对拥挤事故的认识，避免该类事故的发生；对于相向人流的拥挤问题，着重研究相向波的相互作用对拥挤事故的影响。实现一个基于仿真的、能够模拟和预测拥挤事故的原型系统，以便对拥挤现场通过仿真进行定性和定量的风险评估，提前采取预防措施。并为上海世博会的展馆内的人群管理提供指导。

结论摘要：

在现代社会中，公共场所人群拥挤现象常常发生，由于对拥挤人群的机理研究一直比较少，使得这类事故频频发生。针对公共场所拥挤人群的安全管理需求，根据波动理论、特别是激波理论，来研究拥挤人群的基本特性，如密度、速度与激波的关系等。在人群拥挤时，可将其视为一连续介质，人群中产生的任何扰动都将以波的形式在人群中传播，同时由于人群中个体间的差异，导致波发生非线性畸变，最后可能导致激波的产生、即拥挤事故。通过特征值解法及Matlab等软件，求解了对于不同的初始密度分布曲线、不同的速度，预测激波将在何时何处发生，总结了消除激波的一些措施，如改变边界条件、控制初始密度、设置畸点等，以避免拥挤事故的出现。另外,从微观角度建模和仿真高密度下人群中个体的运动和受力，研究行人个体之间存在的压缩和变形。本微观模型允许人们的身体在物理上更密切地接触，展示这种由于挤压力导致的人体一定的变形和压缩，及这种弹性变形与流动特点的互为影响关系。研究表明正是这种压缩和变形才导致了力在拥挤人群的传播和积聚，从而引发事故，目前很多仿真软件之所以在密度过大时容易失败的原因之一就是没有考虑人的受力，尤其是在高密度时力在人在人群的传播。