[发明专利]城市轨道交通车站内T字型通道的客流通行效率评价方法

权利要求书

1.一种城市轨道交通车站内T字型通道的客流通行效率评价方法，其特征在于，包括：

对城市轨道交通车站内T字型通道的几何属性、拓扑结构和行人流特性进行现场调研，对现场调研数据进行统计分析；

基于现场调研数据的统计分析结果，构建城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型；

根据所述城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型，对城市轨道交通车站内T字型通道的客流通行效率进行仿真研究，得到不同仿真场景下T字型通道的客流通行效率的仿真结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对城市轨道交通车站内T字型通道的几何属性、拓扑结构和行人流特性进行现场调研，包括：

现场调研城市轨道交通车站内T字型通道的几何属性和拓扑结构，该几何属性和拓扑结构包括通道宽度、长度、坡度以及转弯处的连接形式；

采用人工跟随调查和视频采集调研两种方法调研城市轨道交通车站内T字型通道的行人流特性，该行人流特性包括行人数量、性别、年龄及其相应的比例；携带行李的行人、结伴出行的行人以及走行时使用移动终端的行人所占比例；

利用下面的公式(1)计算出客流密度：

k＝n/s (1)

(1)式中：k为客流密度，人/m²；n为区域内行人总数；s为区域面积，m²；

利用下面的公式(2)计算出客流走行速度：

(2)式中：v为客流速度，m/s；L为走行距离，m；t_i为第i个行人走完L的时间，s；N为行人个数；

统计分析不同客流密度条件下行人走行速度的变化规律，得到行人走行速度—客流密度值的拟合方程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基于现场调研数据的统计分析结果，构建城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型，包括：

基于现场调研数据的统计分析结果，构建行人在城市轨道交通车站内T字型通道的转弯区域所受的社会力模型，该社会力模型的表达式如下：

式中：m_i为行人质量；为行人在t时刻的速度；为行人自驱动力；为行人与其他行人的作用力的合力；为行人与周围障碍物之间的作用力的合力；ξ_i为随机变量：表示分段函数的系数，表示行人在转弯区域，则表示行人在非转弯区域；和分别表示行人在转弯区域受到的阻力和向心力；

行人从转弯开始到结束按照角速度ω转过90°，行人转过的角度θ与行人运动的角速度ω之间存在以下关系：

dθ/dt＝ω (14)

θ_t+Δt＝θ_t+Δt×ω (15)

行人转弯时的期望速度分解为两互相垂直的速度，在转弯开始位置时θ＝0，随着θ增大直至90°，从而由0增加到由减小到0，转弯过程行人的期望速度公式为：

式中为转弯行人的期望速度，从而行人转弯时的自驱动力为：

转弯过程中行人受到的阻力与到达转弯起始位置时的速度大小以及转过的角度有关，速度和转过的角度越大，阻力也越大，阻力公式为：

式中：模型参数A为行人速度的影响因子，δ为转角的影响因子；为单位矢量，与期望速度相反。

行人受到指向转弯圆弧中心等向心力的作用，的计算公式为：

式中：k为模型参数；v_t为行人在t时刻的速度；为单位矢量，垂直于行人的步行方向指向圆弧中心。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的基于现场调研数据的统计分析结果，构建城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型，还包括：

基于现场调研数据的统计分析结果，构建行人在城市轨道交通车站内T字型通道的直线区域所受的社会力模型，该社会力模型的表达式如下：

式中：m_i为行人质量；为行人在t时刻的速度；为当前情景行人所受合力的大小；ξ_i为随机变量；

式中：为行人自驱动力；为行人与其他行人的作用力的合力；为行人与周围障碍物之间的作用力的合力。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根据所述城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型，对城市轨道交通车站内T字型通道的客流通行效率进行仿真研究，得到不同仿真场景下T字型通道的客流通行效率的仿真结果，包括：

确定所述城市轨道交通车站内T字型通道的行人社会力仿真模型的参数，该参数包括：行人流量、行人流线、行人特性和T字型通道结构，所述T字型通道结构包括通道宽度、连接方式以及通道内坡度；所述行人流量和行人与行人之间的作用力相关，行人与行人之间的作用力根据上述式(13)和式(3)所示的行人走行社会力模型来计算；

针对城市轨道交通车站内T字型通道的不同流线分别设置对应的行人流量阈值，并在流线的端点进行流量统计，当统计的流量值达到行人流量阈值时，记录仿真统计时间，根据行人流量阈值和仿真统计时间确定当前仿真场景下的客流通行效率；

根据不同的行人流量、不同的行人流线、不同的行人特性和不同的T字型通道结构分别构建不同的仿真场景，根据每种仿真场景下的行人流量阈值和仿真统计时间确定每种仿真场景下的客流通行效率。