基于Pathfinder的地铁车站行人疏散仿真研究

快速有效地对突发事件下地铁车站的行人进行疏散具有重要现实意义。随着计算机技术的发展,计算机仿真、多智能体技术已越来越多地被应用到行人疏散研究中。以北京市地铁4号线西单站为实例,使用基于agent技术的Pathfinder仿真软件对行人应急疏散过程进行仿真分析研究。研究和计算结果表明:站内站台层的楼扶梯是站内疏散的瓶颈部位,提出改善扶梯运行方式的方法,并在此基础上进行对比分析,该方法对地铁车站行人疏散过程产生影响。     

地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真

结合地铁车站火灾事故中人员疏散过程的实际情况,综合考虑人员响应、客流下车、离开站台、通过检票口、通过楼扶梯和通道5 个过程的客流实际疏散情况,开展疏散试验,对人员疏散行为进行定量研究,同时利用试验数据对疏散时间计算公式和疏散模型进行验证和参数标定,建立基于不同空间环境客流密度的地铁车站分段客流疏散间计算模型。选取典型地下二层岛式地铁车站为研究对象,设定疏散场景及参数,应用所建立的计算模型对疏散时间进行计算,其计算结果与使用《NFPA 130:轨道交通客运系统标准》所推荐的计算方法的计算结果接近,验证了分段客流疏散时间计算模型的可行性。最后,利用基于社会力模型的Anylogic 软件对疏散过程进行仿真,将仿真结果与计算结果进行对比,结果表明,本文提出的分段客流疏散时间计算模型的计算结果误差较小,相对较为合理。     

地铁车站站台火灾影响分析与人员疏散研究

掌握地铁车站站台火灾对人员的危害性及其发展规律是确保安全运营和人员高效疏散的前提.本文在计算流体动力学的基础上,结合Pyrosim仿真软件构建地铁车站站台火灾仿真模型.分析了站台内火灾烟气的扩散规律,并在此基础上根据热释放速率、火源数量及位置,以及排烟速率的不同设计火灾场景,探索这些因素变化对火灾发展的影响,并结合通风策略对人员疏散时间和速度进行比较分析.所得研究结论为站台火灾发生时的应急措施和人员疏散提供依据.     

北京地铁13~#线西直门站站台客流仿真

客流量大、乘客密集是地铁车站的主要特征,为确保乘客人身安全,提高站台服务水平,以北京地铁13#线西直门站为例,在对车站客流特性调查的基础上,运用Anylogic仿真软件对站台乘客流向进行模拟仿真,并通过相关评价指标对站台服务水平进行评价。根据仿真结果,得出该站台当前存在的不足,并提出改进方案。     

铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型

为优化铁路客运专线车站的设计,研究了考虑不同发车频率的客流生成机制,应用标准的马尔可夫决策过程描述了乘客在车站内的集散过程,提出了基于逻辑网络和点阵的设备控制表示方法,建立了铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型.仿真发现:当行人移动空间在0.5 m2左右时,流量达到峰值,速度分布在20～80 m*min-1,并随密度增加呈指数递减趋势;在相同客流输入条件下,不同设施上的客流集散规律不同;通过对行人复杂行为的仿真,成功再现了客流集散中的自组织现象,有效避免了交通流基本图模拟现实交通中的不适应取值范围.结果表明模型具有较高的可靠性和实用性.     

基于多层次行人行为模型的地铁大客流仿真

为研究地铁车站大客流演化规律与运营组织,从乘客个体行为出发构建"宏观-中观-微观"多层次行人行为模型;微观层次采用较为成熟的社会力模型,并建立了中观路径规划模型和宏观站台候车区选择模型,设计乘客路径搜索算法,搭建人-车站-列车一体化地铁大客流仿真框架.以北京地铁国贸站为例进行地铁车站大客流仿真,提出运营组织措施及建议.     

基于多层次行人行为模型的地铁大客流仿真

为研究地铁车站大客流演化规律与运营组织,从乘客个体行为出发构建"宏观-中观-微观"多层次行人行为模型;微观层次采用较为成熟的社会力模型,并建立了中观路径规划模型和宏观站台候车区选择模型,设计乘客路径搜索算法,搭建人-车站-列车一体化地铁大客流仿真框架.以北京地铁国贸站为例进行地铁车站大客流仿真,提出运营组织措施及建议.     

基于AnyLogic仿真的城市轨道交通三线换乘站功能评价

针对成都地铁13号线一期工程的新南门站,基于初步设计阶段的客流预测数据,以空间服务水平、平均换乘距离、平均换乘时间为评价指标,应用AnyLogic仿真分析该站设计方案的三线换乘效果.分析仿真结果发现拥堵点产生的位置并提出优化措施:对于中部站厅的拥堵点,通过设置隔离设施可以有效缓解;对于3号线站台的拥堵点,通过缩短发车间隔可以有效缓解,综合考虑运营成本和换乘效率,3号线最佳发车间隔为140s;对于13号线站台的拥堵点,通过增设楼扶梯设施可以有效缓解;对于16号线站台的拥堵点,通过调整扶梯运行方向可以有效缓解.进一步分析发车间隔对换乘效果的影响可得,缩短某线的发车间隔,不仅可以缓解本线站台的拥堵情况,也可以减少他线乘客换乘时间.     

信号控制下人行横道宽度优化模型

为了提高行人过街安全,本文分析了信号控制下行人过街的时空分布特性,研究行人过街空间区域最大宽度与时间和人行横道纵向位置映射关系;通过对行人流量和分担率两因素的分析,对行人过街空间区域特性进行数学描述,根据实测数据并利用轨迹提取技术获取行人时空数据,建立了满足过街时间约束下的人行横道宽度优化模型;最后利用长春市4处人行横道的行人过街时空信息,以群体过街时间为验证指标对模型进行了验证,结果显示,利用本文建立的人行横道宽度优化模型所确定的行人过街时间在3处地点分别减少5.60%、3.29%和2.58%.本文建立的基于时空安全的人行横道宽度优化方法可为人行横道宽度的设计提供理论参考和技术支持.     

轨道交通车站检票闸机布局的仿真优化

检票闸机作为车站乘客流线上的重要瓶颈设施,在实际设计中,检票闸机的布置比较随意,并没有做定量方案比选分析．本文通过总结既有车站检票闸机布局形式,结合现场观测,在调研闸机实际通过能力、标定参数的基础上,选定了两种典型的闸机布置形式,分别建立了行人仿真环境．根据两种布局方式下的仿真输出结果,比较了两种布局形式下行人行走时间、行走距离和行人密度等指标,推荐了比选结果中较好的方案．     

考虑行人随机行为波动的改进社会力模型

为在仿真模型中更全面地反映行人特性,并研究随机行为对双向行人过街的影响,本文基于社会力模型建立了考虑行人随机行为的仿真模型.分析了随机行为对行人过街的影响,从速度和受力两个方面对行人随机行为进行建模,建立两个不同的行人随机行为模型.通过数值模拟,在双向行人比例1：1 的条件下,得到了考虑随机行为条件下行人的仿真轨迹和行人平均过街时间与行人总数的关系;此外在不同行人随机行为各向异性参数λ_αε 条件下,对比分析了仿真过街时间与经验模型过街时间.结果表明,行人随机行为导致过街时间增加,考虑随机行为后,改进模型二能够得到与实际相似的过街轨迹,当0.5<λ_αε <1时,改进模型二的行人仿真过街时间与利用经验模型得到的过街时间最为接近.     

Design and Simulation of Signal Phase for Pedestrians' Twice Crossing at Large Signalized Intersections

Under conditions of mixed traffic, pedestrians' twice crossing (PTC) is one of the effective maneuvers for signalized intersections with particularly large size to enhance traffic safety and efficiency by decreasing conflicts and ambiguity of pedestrians and motorized vehicles. However, it will lead to diminishing of vehicles throughput if the signal phase for PTC is not properly designed. In this paper, a method to design signal phase for PTC at large signalized intersections is proposed. The method is aimed at coordinating pedestrian and vehicle signal phases by making them overlap and by combining them. A limiting factor of the method is also presented, after detailed schemes of pedestrian signal phase being worked out under different assumptions of original vehicle signals and setting conditions for PTC. In order to compare the optional schemes of pedestrian signal phase, an evaluation model with regard to pedestrians' waiting time at different waiting zones and a simulation model to implement the evaluation are constructed. The proposed method and models are also employed to analyze the schemes of signal phase for PTC at a practical signalized intersection.     

大型主题活动客流组织仿真评价及优化研究

为定量化评价大型主题活动期间行人交通系统规划、设计与管理的合理性,从实际工程应用出发,构建以Legion行人交通仿真软件为基础的客流组织评价及优化方法。该方法以设施服务水平为主要评价指标,包含基础数据调查与分析、模型构建与参数标定、仿真结果输出与分析、整体及局部优化等关键步骤。将其应用于第九届中国(北京)国际园林博览会客流组织方案的评价与优化,通过采取优化措施使园区高密度区域的客流比例从13%降至5%。该方法对于定量评价行人设施规划、设计及不同客流组织方案的实施效果具有良好的适用性。     

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

单向通道行人-自行车混合流建模及自组织现象研究

行人和自行车混合行驶是一种常见的非机动车交通组织方式,然而目前对于其混合流动力学的研究十分有限。本文基于社会力模型,提出一种面向行人-自行车混合流的混合流社会力模型(MFSF)解析行人-自行车混合流的运动机理,修正了以往研究中的自行车模型,通过实际道路上行人和自行车混合流的观测数据校准模型,构建仿真平台,最后使用仿真平台重现单向道路中行人和骑行者的自组织现象。根据仿真结果与实测数据流量-密度基本图的对比分析,验证了 MFSF模型的真实性和有效性,并可以看出,MFSF模型可以再现行人和自行车混合流的自组织现象。当行人与骑车者的比例相同时,行人和骑车者的密度越低,骑车者的车道宽度变化就越小;当行人与自行车比例变化时,骑行者的比例越大,骑行者占用的道路越宽,且骑行者的车道宽度越不稳定;如果行人输入显著减少,则自行车者车道宽度显著增加。     

地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析

利用Anylogic行人库,通过建立火灾发生时的行人疏散微观仿真模型,考察地铁站安全出口的宽度设置与人员疏散时间之间的对应关系.研究发现,同一到达速率下,人员疏散时间随安全出口宽度的增加呈现递减趋势;出口宽度增加到临界安全出口宽度时,再增加出口宽度,疏散时间趋向一定值;不同到达速率下,人员密度较高的情况下,出口宽度的增加对疏散时间的影响比人员密度较低的情况下更加明显.     

面向行人交通的微观仿真平台的开发与研究

以VC＋＋.NET和OpenGL为开发工具,利用Agent编程思想开发了一个以行人为主体的微观交通仿真分析平台PTSim,主要用于交通工程领域中行人交通方面的应用与研究。文中就开发过程中的一些关键问题进行了阐述,给出了具体的解决方案,包括程序控制流程和基本库设计、行人Agent设计、发车及消失模块设计、计算机模型转换设计、随机数发生器设计等。     

微观交通仿真中的行人干扰模型

中国的城市交通以非机动车和机动车的混合交通流为主,行人干扰现象严重。行人干扰模型是城市微观交通仿真模型的重要组成部分。经过现场调查及分析行人对交通干扰的概率分布,提出行人干扰模型。根据实际测量情况,确定其概率函数,给出各参数的含义,参数可修正以适应不同的交通状况,最后给出计算机实现算法。