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原文传递基于行人仿真的轨道交通车站设施规模及布局研究

论文题名：	基于行人仿真的轨道交通车站设施规模及布局研究
关键词：	城市轨道交通;车站设计;行人仿真;连续空间模型;设施规模;布局优化
摘要：	交通拥堵已经成为中国大城市可持续发展的首要障碍，并逐渐向二线城市蔓延。城市轨道交通在解决路面交通拥堵问题上具有高效、低耗、安全、环保等优势，因而在我国取得了快速发展。由于我国大城市流动人口比例高，居民出行量大，轨道交通承担的客流负荷高，车站拥挤问题突出，严重影响了轨道交通运营效率和安全。目前轨道交通车站行人设施规模和布局的确定采用简单的静态容量计算方法，无法反映客流动态特性。随着以计算机为工具的仿真技术的发展，行人微观仿真模型逐渐成为车站行人与设施关系分析的有效手段。然而目前的行人仿真模型存在难以达到车站拥挤状态下行人密度、无法反映拥挤状态下行人挤压力等不足，同时车站行人设施设计也存在规模测算和布局方法上的问题。对此，本文归纳分析研究现状，采用理论分析、模型构建、乘客调查、程序开发等多种手段和方法，展开了以下几方面的研究工作，取得了相应成果: 　　1)全面地对轨道交通各类设施上行人的行为特征进行了调研和分析，得到了各类设施上行人密度-速度关系曲线、期望速度分布等，为仿真参数标定和结果校核提供了数据; 　　2)构建了基于Agent的连续空间粒子理论模型。总结了目前可用于车站行人仿真的各种模型方法，详细分析了社会力模型的原理及其各种改进，针对该模型算法复杂度高、仅在力作用下的粒子与高度自控的行人存在运动特征等差异问题，本文引入分子动力学的Gear预测校正法及链接列表元胞加速算法，以及Agent感知-决策-行动建模方法，建立了基于Agent的连续空间粒子行人仿真模型理论及框架; 　　3)基于Agent的连续空间模型实现及仿真实验。对行人形体描述方法进行了修正，借鉴元胞自动机等离散模型空间离散化方法，设计了链接列表元胞算法实现，基于Agent建模方法将行人密度扫描-空挡选择、随密度改变斥力作用强度、恐慌系数调节等机制加入模型并设计了相应算法，基于调研结果对一系列参数进行了标定。采用面向对象语言建立了简单的仿真环境，根据车站通道单、双向行人流及疏散仿真分析，模型能再现瓶颈成拱及通道渠化现象，改进的人体参数及可变强度的作用机制能同时适用于低密度和高密度的行人仿真，能达到拥挤状态下车站的最大行人密度，并与通道调研确定的行人密度-流量较为吻合，而优化算法可以大大节约仿真时间，所建立的模型能得到疏散时间的同时反映行人受挤压力的情况; 　　4)收集对比了国内外轨道交通车站行人设施规模与布局的设计手册，分析得到了站台、楼扶梯、站厅等设施设计方法的差异。针对这些差异，选取典型车站，采用行人仿真工具对站台宽度设计、大编组车站楼扶梯布置、检票机布局方案等进行了仿真评价，基于定量定性分析优化了设施规模设计和布局方法，提出了改进的站台宽度算法及紧急疏散检算方法等建议。
作者：	王子甲
专业：	城市轨道工程
导师：	施仲衡;陈峰
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文