考慮異質(zhì)性的城市軌道交通車站交通設(shè)施行人流仿真研究.pdf

1、深入分析城市軌道交通異質(zhì)行人動(dòng)力學(xué)特征，掌握行人在不同設(shè)施內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提高行人在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的集散效率，提升軌道交通車站的運(yùn)營(yíng)組織水平和服務(wù)質(zhì)量，是城市軌道交通快速發(fā)展過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題之一。本文首先從城市軌道交通行人動(dòng)力學(xué)特性、行人交通仿真模型和行人異質(zhì)性研究三方面分析并評(píng)述國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)研究，闡述本文研究關(guān)注的重點(diǎn);其次，提出了城市軌道交通車站行人異質(zhì)性理論及場(chǎng)域模型仿真方法，為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐;最后，分別

2、針對(duì)通道、樓梯和站臺(tái)設(shè)施建立多場(chǎng)景、多異質(zhì)條件下的行人仿真模型，研究異質(zhì)性對(duì)城市軌道交通不同設(shè)施行人動(dòng)力學(xué)的影響。
　　本文的主要研究工作如下:
　　(1)建立了城市軌道交通車站行人異質(zhì)性理論，并從基本概念、城市軌道交通車站行人異質(zhì)性指標(biāo)提取原理、異質(zhì)行人仿真建模研究流程和城市軌道交通車站行人異質(zhì)性特點(diǎn)四個(gè)方面進(jìn)行闡述。選取場(chǎng)域模型作為研究城市軌道交通異質(zhì)行人仿真建模的基礎(chǔ)模型，分別從靜態(tài)場(chǎng)計(jì)算方法、動(dòng)態(tài)場(chǎng)計(jì)算方法、沖突處理

3、方法、更新規(guī)則和模型擴(kuò)展等方面對(duì)場(chǎng)域模型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
　　(2)建立了通道設(shè)施異質(zhì)行人場(chǎng)域模型。基于行人實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定平均速度和平均占用空間兩項(xiàng)異質(zhì)性指標(biāo)的取值，將實(shí)測(cè)行人流分為結(jié)伴行人、快速行人和普通行人三類。在此基礎(chǔ)上從定量角度在同質(zhì)和異質(zhì)兩種情況下對(duì)構(gòu)建的模型進(jìn)行了驗(yàn)證，繼而進(jìn)行仿真分析。研究結(jié)果表明結(jié)伴行人和快速行人分別對(duì)通道的行人動(dòng)力學(xué)有負(fù)影響和正影響，且通道的通行能力并非定值，其隨設(shè)施中異質(zhì)行人組成比例的不同而產(chǎn)生變

4、動(dòng)。
　　(3)根據(jù)樓梯相連設(shè)施類型的不同，將樓梯分為通道及站廳樓梯和站臺(tái)樓梯兩類。針對(duì)通道及站廳樓梯，依據(jù)平均速度和平均占用空間兩項(xiàng)異質(zhì)指標(biāo)將實(shí)測(cè)行人流分為結(jié)伴行人、快速行人和普通行人三類。在異質(zhì)情況下對(duì)提出的模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并分析了單一異質(zhì)因素對(duì)樓梯的流量-密度基本圖、通行能力和臨界密度的影響，研究表明結(jié)伴行人和快速行人分別對(duì)樓梯行人動(dòng)力學(xué)有負(fù)影響和正影響。在同質(zhì)或固定異質(zhì)行人構(gòu)成比例條件下，樓梯的通行能力在一定寬度范圍內(nèi)可以

5、視為定值。針對(duì)站臺(tái)樓梯，提出了基于列車到發(fā)的島式站臺(tái)上下行列車影響時(shí)間計(jì)算方法，通過(guò)比較《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》和仿真得到通行能力值，定量驗(yàn)證了站臺(tái)樓梯異質(zhì)行人場(chǎng)域模型的有效性。仿真結(jié)果表明，行人加速概率和列車在站影響時(shí)長(zhǎng)的提高，對(duì)站臺(tái)樓梯行人動(dòng)力學(xué)均有正向影響。
　　(4)提出了站臺(tái)設(shè)施異質(zhì)行人場(chǎng)域模型，研究了行人異質(zhì)性對(duì)行人候乘與乘降過(guò)程的影響。以站臺(tái)上行人候乘分布和乘降行為特征為基礎(chǔ)，將候乘行人流分為距離偏好與局部排隊(duì)空間偏好兩類行