[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

说明书

本发明提供了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。该方法包括：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调研，对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。本发明采用的模型参数与真实场景行人走行行为更为契合，模型参数的结构化表达式更加符合T字型结构通道中的行人走行行为，适用于对地铁车站T型结构通道上行人走行效率的评价和量化。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其涉及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。

背景技术

城市轨道交通车站的行人走行效率是保障城市轨道交通高效运营的前 提。通道作为地铁站最常见的走行设施，通常是客流换乘、进出站的必要设 施，根据数据统计，北京地铁采用通道换乘方式的比例接近50％，是所有换乘 方式中应用最为广泛的一种，其重要性可见一斑。考虑到运营、施工难度、 设施维护、安全和造价等问题，地铁站内通道被建造为不同的结构，通常会 出现通道交叉，形成T字型、Y字型、十字型等结构形式的通道，发生客流分 流或汇聚的现象，这些交叉点往往就是车站客流流线的瓶颈点，在列车停站 期间内由于单位时间客流剧增导致堵塞，甚至因为过度拥挤发生踩踏事故。 因此，准确地分析地铁站T字型通道的通行效率，对城市轨道交通车站高效安 全运营，以及站内设施布局结构优化具有重要的理论和现实意义。

目前行人流仿真模型主要分为宏观模型、中观模型和微观模型三大类， 宏观模型将行人交通流近似为气体或流体，将流体力学的理论和方法应用于 行人交通流的建模仿真中。较早的宏观模型是由Fruin于1971年首先提出的， 主要利用行人平均速度、行人密度和流量等参数描述在一定路径上行人密度 和流量或走行时间之间的关系，研究行人在单一设施(如道路、通道、天 桥、楼梯和封闭空间等)上的聚集特性。与宏观模型相比，中观模型对行人 运动系统要素、个体运动、行为及其相互作用的描述更详细。中观模型即可 描述宏观模型中时间与空间的状态特性，又能够保留微观模型中的核心数 据，但中观模型较微观模型略粗糙。在微观模型中，将单个行人作为研究对 象，是对行人个体在各种条件下所可能采取的运动方式的描述，行人运动由 行人特征、周围环境等因素共同决定。微观模型融合了宏观模型和中观模型 的优点，每个行人被考虑为单独的个人描述和计算，既可以宏观和整体上掌 握行人流，而且还可以从局部上描述个体的走行行为。

目前，现有技术中对行人走行行为的研究大多集中在道路十字交叉路口 行人交通走行分析、突发事件下建筑物内行人疏散走行行为、地铁站内双向 行人流走行行为特征以及地铁站内单一设施(闸机、楼扶梯、站台、通道) 上的走行行为特征。傅志坚利用多场域元胞自动机模型对“T-型”通道中行 人交错分流进行了模拟。发现在入口人员密度较低时，结构中行人运动表现 为自由流动；在入口人员密度较高且人员左行概率与右行概率相差不大时， 系统表现为完全堵塞，从而得出阻碍行人运动的主要因素是相向行人之间的 干扰作用的结论。樊羽裳对基于避让行为的社会力模型进行改进，得出心理 排斥力作用强度随行人间的纵向距离变化，并给出了拟合公式；对靠近墙壁 的两行人之间的避让效果进行了改进，增加了行人对墙壁心理边界距离，模 拟仿真西直门地铁站双向通道的行人走行行为。邱果改进偏随机步格子气模 型，仿真地铁站高峰时期Y型通道行人流汇集情况，通过改变Y字型通道两支 线人流密度，得到人流密度与汇集拥挤状态的关系，改变Y字型通道两支线的 夹角以及同宽度，得到行人流密度、宽度以及夹角三者之间的关系。Chang- Kun Chen基于元胞自动机模型，考虑自身驱动力的效应，用实验的方法，设 立不同密度的疏散人群，分析建筑物内不同房间疏散情况以及T字型楼梯处的 行人走行行为。Park研究行人避让机制，行人通过改变步态，避免冲突。