基于行人仿真的軌道交通車站設(shè)施規(guī)模及布局研究.pdf

1、交通擁堵已經(jīng)成為中國(guó)大城市可持續(xù)發(fā)展的首要障礙，并逐漸向二線城市蔓延。城市軌道交通在解決路面交通擁堵問(wèn)題上具有高效、低耗、安全、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，因而在我國(guó)取得了快速發(fā)展。由于我國(guó)大城市流動(dòng)人口比例高，居民出行量大，軌道交通承擔(dān)的客流負(fù)荷高，車站擁擠問(wèn)題突出，嚴(yán)重影響了軌道交通運(yùn)營(yíng)效率和安全。目前軌道交通車站行人設(shè)施規(guī)模和布局的確定采用簡(jiǎn)單的靜態(tài)容量計(jì)算方法，無(wú)法反映客流動(dòng)態(tài)特性。隨著以計(jì)算機(jī)為工具的仿真技術(shù)的發(fā)展，行人微觀仿真模型逐漸成為車

2、站行人與設(shè)施關(guān)系分析的有效手段。然而目前的行人仿真模型存在難以達(dá)到車站擁擠狀態(tài)下行人密度、無(wú)法反映擁擠狀態(tài)下行人擠壓力等不足，同時(shí)車站行人設(shè)施設(shè)計(jì)也存在規(guī)模測(cè)算和布局方法上的問(wèn)題。對(duì)此，本文歸納分析研究現(xiàn)狀，采用理論分析、模型構(gòu)建、乘客調(diào)查、程序開(kāi)發(fā)等多種手段和方法，展開(kāi)了以下幾方面的研究工作，取得了相應(yīng)成果:
　　1)全面地對(duì)軌道交通各類設(shè)施上行人的行為特征進(jìn)行了調(diào)研和分析，得到了各類設(shè)施上行人密度-速度關(guān)系曲線、期望速度分布等

3、，為仿真參數(shù)標(biāo)定和結(jié)果校核提供了數(shù)據(jù);
　　2)構(gòu)建了基于Agent的連續(xù)空間粒子理論模型。總結(jié)了目前可用于車站行人仿真的各種模型方法，詳細(xì)分析了社會(huì)力模型的原理及其各種改進(jìn)，針對(duì)該模型算法復(fù)雜度高、僅在力作用下的粒子與高度自控的行人存在運(yùn)動(dòng)特征等差異問(wèn)題，本文引入分子動(dòng)力學(xué)的Gear預(yù)測(cè)校正法及鏈接列表元胞加速算法，以及Agent感知-決策-行動(dòng)建模方法，建立了基于Agent的連續(xù)空間粒子行人仿真模型理論及框架;
　　3)

4、基于Agent的連續(xù)空間模型實(shí)現(xiàn)及仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)行人形體描述方法進(jìn)行了修正，借鑒元胞自動(dòng)機(jī)等離散模型空間離散化方法，設(shè)計(jì)了鏈接列表元胞算法實(shí)現(xiàn)，基于Agent建模方法將行人密度掃描-空擋選擇、隨密度改變斥力作用強(qiáng)度、恐慌系數(shù)調(diào)節(jié)等機(jī)制加入模型并設(shè)計(jì)了相應(yīng)算法，基于調(diào)研結(jié)果對(duì)一系列參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。采用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言建立了簡(jiǎn)單的仿真環(huán)境，根據(jù)車站通道單、雙向行人流及疏散仿真分析，模型能再現(xiàn)瓶頸成拱及通道渠化現(xiàn)象，改進(jìn)的人體參數(shù)及可變強(qiáng)度的作用機(jī)

5、制能同時(shí)適用于低密度和高密度的行人仿真，能達(dá)到擁擠狀態(tài)下車站的最大行人密度，并與通道調(diào)研確定的行人密度-流量較為吻合，而優(yōu)化算法可以大大節(jié)約仿真時(shí)間，所建立的模型能得到疏散時(shí)間的同時(shí)反映行人受擠壓力的情況;
　　4)收集對(duì)比了國(guó)內(nèi)外軌道交通車站行人設(shè)施規(guī)模與布局的設(shè)計(jì)手冊(cè)，分析得到了站臺(tái)、樓扶梯、站廳等設(shè)施設(shè)計(jì)方法的差異。針對(duì)這些差異，選取典型車站，采用行人仿真工具對(duì)站臺(tái)寬度設(shè)計(jì)、大編組車站樓扶梯布置、檢票機(jī)布局方案等進(jìn)行了仿真評(píng)