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考虑行人恐慌情绪的地铁站疏散仿真与瓶颈识别研究
| 论文题名： | 考虑行人恐慌情绪的地铁站疏散仿真与瓶颈识别研究 |
| 关键词： | 地铁车站;应急疏散;行人恐慌情绪;社会力模型 |
| 摘要： | 近年来各国地铁突发事件的频发，造成了大量的人员伤亡和严重的经济损失。其中，由于行人产生恐慌情绪且不能开展及时有效的疏散，是导致身体受伤甚至死亡的重要原因之一。因此，如何量化行人的恐慌情绪，准确地找出地铁车站产生拥挤集聚的瓶颈点，并提出合理的优化策略，既能有效地减缓疏散过程的拥堵状况，也可以减少疏散时间，提高疏散效率，为应急预案的制定提供科学理论依据，对减少突发事件所导致的人员和财产损失具有现实意义。 本文以疏散过程中表现出的恐慌心理和行为特性为切入点，通过对行人应急疏散影响因素和疏散瓶颈进行研究，构建考虑恐慌情绪的改进社会力模型，并对仿真结果进行分析。最后以苏州地铁1号线东方之门站为例，针对该站的疏散设施、客流状态和服务效率等，进行实例分析研究，提出具体的疏散策略。本文主要研究内容和成果主要有以下方面： (1)考虑自恐慌及恐慌传播的影响，引入性别、年龄、感知区域等要素来解析恐慌情绪的产生与传播机理。建立恐慌情绪模型，将其引入经典社会力模型中，对行人的期望速度和心理作用力进行改进。最后验证模型的有效性，得出恐慌度阈值为0.3,表明当恐慌度低于0.3时，适度的恐慌可提高疏散效率；反之，高恐慌下疏散效率会降低。 (2)利用改进社会力模型构建地铁站疏散仿真模型，并基于疏散设施的客流状态等级划分及服务效率的计算，共同识别疏散瓶颈。设定当设施客流状态达到C级及以上，拥堵持续时间超过80s,或服务效率低于0.5时，该设施被识别为疏散瓶颈。 (3)实例分析。使用Anylogic软件对实际场景进行仿真模拟，对行人密度、疏散人数、平均速度等进行分析。统计各设施设备的客流状态和计算其服务效率，共同判别地铁站内的疏散瓶颈。地铁1号线东方之门站共有8处疏散设施瓶颈，主要集中在楼扶梯和闸机处，并对其提出针对性疏解策略。 本文研究结果表明恐慌程度会影响地铁站的疏散效率，通过仿真实验分析得出高恐慌下的人群总体疏散时间要比低恐慌下的要长。低恐慌下平均疏散时间为139s,而高恐慌下平均疏散时间为176s,因此在实际疏散过程中，要尽量降低高恐慌程度人群的比例，以达到提高疏散效率的目的。 |
| 作者： | 施议 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 邓社军;白桦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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