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原文传递山地城市行人步行通道通行能力研究

论文题名：	山地城市行人步行通道通行能力研究
关键词：	山地城市;人行道;通行能力;流量-密度关系模型;多元回归
摘要：	山地城市是世界各地城市中特殊的一种，其地形和环境条件相比于平原城市更为复杂，面临的交通和运输问题也更加棘手，因此对山地城市的交通规划和管理具有重要的意义。人行道作为城市交通系统的重要组成部分，是行人出行的主要通道。在山地城市，居民使用人行道步行更是占据了大量的出行方式比重，人行道的通行能力直接影响着行人出行效率和安全性。本文对山地城市人行道通行能力展开研究，能够更好地了解影响人行道通行的因素，提高人行道通行效率和行人步行安全性，对城市居民出行具有重要意义。　　首先，通过对我国城市建设相关规范、重庆市地方规范和文献进行查阅，结合初步调查结果，对山地城市人行道纵坡坡度进行等级划分，分别为坡度等级A（0~4%）、坡度等级B（4~8%）、坡度等级C（8~12%）、坡度等级D（12~16%）、坡度等级E（16~20%）。对行人类别按照行人性别、年龄、步行方向划分组群。通过实地调查和人工提取数据的方法获得了重庆市7个人行道调查点共计3030个行人步行速度数据和559个步幅、步频数据。基于以上实测数据，分析得到山地城市行人步行速度均值为1.07m/s，坡度等级A的人行道行人平均步行速度最大，为1.18m/s，当人行道坡度为E等级时，行人平均步速下降至0.94m/s，行人平均步速的总体趋势是随着坡度上升而下降。利用ANOVA检验，分别得出性别、年龄、步行方向对各等级坡度人行道内行人步速影响的显著性。通过对平原城市行人步频、步幅进行对比分析，发现山地城市行人的步幅通常在0.40m~0.90m之间，步频大约在每分钟107步，两项数据均小于平原城市行人对应参数。　　其次，利用平原城市作为参照，对山地城市人行道特征进行定性分析，确定出10个山地城市人行道通行能力影响因素。根据不同影响因素下人行道实测数据，结合德尔菲法得到各影响因素的判断矩阵。基于此，利用层次分析模型对10个影响因素进行分层计算与分析，最后确定出人行道坡度、人行道宽度及下行行人流量比例为山地城市人行道通行能力主要影响因素。　　然后，对确定的三个主要影响因素条件下的人行道进行通行能力分析。利用Levenberg-Marquardt优化算法、基本图法及实测数据，选取Underwood模型进行数据拟合并求参数解，将计算得到的人行道1min最大流量换算成小时流量作为人行道的实测通行能力。计算结果表明：在其他条件一定的条件下，人行道坡度与通行能力呈负相关关系，而通行能力值总是随着宽度和下行行人流量占比增加而增大。　　最后，为了进一步研究三个主要影响因素对于人行道通行能力的影响，利用Vissim软件对不同条件下的人行道进行多次仿真运行，从而计算得出各影响因素下的人行道通行能力。根据仿真结果，发现人行道纵坡坡度8.0%为通行能力出现显著下降的拐点坡度；而当宽度由5m增加至7m时，各坡度条件下的通行能力增涨幅度放缓；下行行人占比超过60%后，各坡度人行道通行能力值增幅更为显著。针对山地城市人行道主要影响因素进行综合分析，基于多元线性回归模型，利用Matlab软件建立了基于人行道纵坡坡度、宽度及下行行人占比的综合的通行能力计算模型并通过了MAPE和RMSE指标检验，再利用该模型给出宽度为3m和4m的山地城市人行道通行能力推荐值。　　综上，本文研究结果能为山地条件下的城市人行通道设计规范的制定提供参考，为城市的可持续发展做出一定的贡献。
作者：	付国庆
专业：	交通运输
导师：	张惠玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023