基于行人仿真的軌道交通車站設施規(guī)模及布局研究.pdf

1、交通擁堵已經成為中國大城市可持續(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題上具有高效、低耗、安全、環(huán)保等優(yōu)勢，因而在我國取得了快速發(fā)展。由于我國大城市流動人口比例高，居民出行量大，軌道交通承擔的客流負荷高，車站擁擠問題突出，嚴重影響了軌道交通運營效率和安全。目前軌道交通車站行人設施規(guī)模和布局的確定采用簡單的靜態(tài)容量計算方法，無法反映客流動態(tài)特性。隨著以計算機為工具的仿真技術的發(fā)展，行人微觀仿真模型逐漸成為車

2、站行人與設施關系分析的有效手段。然而目前的行人仿真模型存在難以達到車站擁擠狀態(tài)下行人密度、無法反映擁擠狀態(tài)下行人擠壓力等不足，同時車站行人設施設計也存在規(guī)模測算和布局方法上的問題。對此，本文歸納分析研究現狀，采用理論分析、模型構建、乘客調查、程序開發(fā)等多種手段和方法，展開了以下幾方面的研究工作，取得了相應成果:
　　1)全面地對軌道交通各類設施上行人的行為特征進行了調研和分析，得到了各類設施上行人密度-速度關系曲線、期望速度分布等

3、，為仿真參數標定和結果校核提供了數據;
　　2)構建了基于Agent的連續(xù)空間粒子理論模型?？偨Y了目前可用于車站行人仿真的各種模型方法，詳細分析了社會力模型的原理及其各種改進，針對該模型算法復雜度高、僅在力作用下的粒子與高度自控的行人存在運動特征等差異問題，本文引入分子動力學的Gear預測校正法及鏈接列表元胞加速算法，以及Agent感知-決策-行動建模方法，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)空間模型實現及仿真實驗。對行人形體描述方法進行了修正，借鑒元胞自動機等離散模型空間離散化方法，設計了鏈接列表元胞算法實現，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度、恐慌系數調節(jié)等機制加入模型并設計了相應算法，基于調研結果對一系列參數進行了標定。采用面向對象語言建立了簡單的仿真環(huán)境，根據車站通道單、雙向行人流及疏散仿真分析，模型能再現瓶頸成拱及通道渠化現象，改進的人體參數及可變強度的作用機

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