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在分析实测数据的基础上,针对地铁车站内乘客疏散时间计算问题建立了考虑人群密度、空间环境变化的数学模型。文中分别对乘客下车过程、站台、通道和楼梯的行走过程、使用自动扶梯过程以及通过出口过程进行分析研究,以乘客疏散过程为依据建立基于统计学与排队理论的综合计算模型,给出了适合计算地铁车站内容乘客出站所需疏散时间的方法。本文以西直门地铁站乘客疏散为案例验证了所建立计算模型的有效性及实用性,模型计算结果与观测数据的总体误差约为2.25%,其中仅楼梯阶段与出口的通行时间计算误差超过10%。案例研究结果还表明地铁车站疏散能力存在上限,在进行地铁车站设计与列车运行计划制定的过程中应充分考虑这一限制因素。     

基于CA模型的城市轨道交通站台疏散仿真

为更好地模拟城市轨道交通站台区域乘客在突发情况下的应急疏散过程,为城市轨道交通运营管理提供高效的疏散方案,建立一种基于元胞自动机(Cellular Automata, CA)的站台疏散仿真模型。通过研究乘客行为特征选择采用冯诺依曼型CA模型作为站台的疏散模型;结合对疏散空间特点的分析确定基于动态规划的疏散路径规划方法,并给出最优路径的计算方法;根据站台乘客的初始分布提出基于欧式距离和综合考虑路径长度与排队时间的两种出口选择方案。最后针对仿真案例,运用上述模型和出口选择方案进行了仿真分析。结果表明:模型通过对每个乘客元胞进行疏散路径规划,实现了对乘客排队行为的模拟,符合运营管理介入情况下乘客疏散的实际情形;基于欧氏距离的出口选择方案可用于站台乘客初始分布大致均匀情况下的疏散仿真;综合考虑路径长度与排队时间的出口选择方案由于排队权重参数的引入,可较好地模拟站台乘客初始分布不均时乘客选择路径远但排队人数少的出口这一行为。模型的演化规则可成为运营管理人员组织疏散的依据。     

考虑客流引导和小群体行为的地铁车站疏散模型

地铁车站疏散过程客流引导及小群体行为均对人员疏散行为及疏散结果产生较大影响. 为更加有效地模拟真实疏散情况,研究了考虑客流引导和小群体行为的社会力模型. 该模型通过分析小群体运动特征及客流引导策略对行人期望速度的影响,对既有社会力模型进行修正;针对地铁车站站台人员疏散过程,设计更贴近实际情况的多智能体感知及决策流程,构建基于多智能体技术的疏散仿真模型. 以北京地铁西直门2号线站台为研究对象展开研究,结果表明客流引导及小群体效应对疏散时间、疏散效率、瓶颈区域及绕行距离均有显著影响:客流引导可提高疏散效率18%～45%,小群体行为则会增加绕行距离17%.      

基于排队论的地铁站台设施客流延误分析

通过对地铁站台乘客的疏散过程分析,利用确定性排队论方法,建立地铁车站楼梯和自动扶梯设施的简化客流延误模型。然后,根据一组假设的数据,运用该模型模拟分析车站站台乘客在楼梯和自动扶梯设施处的延误状况。最后,采用敏感性分析方法,探讨不确定性因素对乘客在楼梯和自动扶梯设施处延误的影响。     

城市轨道交通站台等候区客流时空特性研究

为了探索城市轨道交通站台等候区域乘客密度的时空特性,通过设计站台等待区乘客密度数据采集试验,采用录像交通信息采集方法对西安市轨道交通2#线7个代表性站点的站台等待区晚高峰时间上、下行乘客密度进行采集;在此基础上,利用SPSS数据分析软件对乘客密度的时空特性进行分析与评价。结果表明：西安市北大街换乘站在晚高峰时段站台等待区的乘客密度明显高于其它站,下行方向的站台等待区乘客密度普遍高于上行方向,非工作日的站台等待区乘客密度普遍高于工作日。研究结果进一步丰富了城市轨道交通站台区交通组织与规划的调查方法与基础数据,为站台区域交通设计和安全应急疏散提供了可靠依据。     

基于多学科协同分析的轨道车辆制动系统集成化仿真平台

根据轨道车辆电空复合制动的工作原理,以全车制动系统为研究对象,一动一拖制动控制单元为研究载体,基于多学科协同分析方法,建立了控制子系统、气制动子系统、电制动子系统与制动执行子系统模型,基于各子系统之间的关联参数,搭建了制动系统的联合仿真平台;根据广佛二期车辆的实际参数,模拟列车电制动失效工况下常用全制动的运行工况,计算了空走时间、制动时间、制动距离、制动减速度、瞬时速度、平均减速度、纵向冲动、车钩力、利用黏着系数与制动缸压力,并与试验结果进行了对比,以验证集成化仿真平台的可行性和有效性。仿真和试验结果表明:在制动稳定后,仿真和试验的列车制动减速度约为1.25m·s~(-2),仿真的平均减速度约为1.05m·s~(-2),试验的平均减速度约为1.09m·s~(-2),误差较小,且均符合常用全制动的平均减速度不小于1.0m·s~(-2)的要求;在常用全制动工况下,采取等磨耗制动力分配的动、拖车利用黏着系数不同,动车约为0.13,拖车约为0.12,但都未超过0.16的最大可利用黏着系数的限制;虽然动、拖车的质量不同,但等磨耗工况下施加常用全纯空气制动后,试验和仿真的动、拖车的制动缸压力均相等,约为420kPa。由此可见,可利用基于多学科协同分析的联合仿真平台对轨道车辆制动系统进行车辆级的研究,为制动系统的开发和设计优化提供理论依据。     

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.     

基于非集计模型的城市夜间弹性公交设置参数分析

为研究夜间弹性公交的可行性及乘客群体对其运营方案的选择行为,首先使用叙述性偏好（Stated Preference, SP）调查法对夜间弹性公交进行市场潜力调查,通过设定夜间常规公交与夜间弹性公交的对比方案及夜间弹性公交的运营参数对比方案,围绕出行费用、车辆绕行时间、步行至站台时间3 个影响因素,对乘客进行选择偏好分析。然后,运用非集计模型效用理论,校正了乘客选择弹性公交的概率模型。最后,对绕行时间价值及步行时间价值进行计算,针对不同费用情况下的夜间弹性公交分别进行了最优偏移系数讨论及计算。结果表明,夜间弹性公交在参数设置恰当时具备良好的市场潜力,乘客选择率高达82.3%;乘客更倾向接受增加乘车时的绕行时间、减少步行时间的运营方案;公交的偏移系数应随着票价的改变进行调整。     

民航飞机客舱乘客应急疏散仿真模型

为了对我国自主研发的ARJ(advanced regional jet)支线飞机初始适航审定时的人员疏散全尺寸实验提供辅助性验证信息,模拟航空器内人员逃生90 s验证实验,基于元胞自动机理论和智能体建模思想,考虑乘客应急心理状态,根据不同行为特征赋予其角色,建立了包括子模型民航飞机客舱模型、乘客特征模型、乘客行为模型和乘客运动模型的民航飞机客舱乘客应急疏散模型,并开发了相应的模拟软件CabinEvacu.以100座支线飞机为例,按照《运输类飞机适航标准》对应急演练人员年龄和性别比例的要求,进行了在设定场景下的乘客应急疏散仿真,结果表明:人员的平均逃生时间为68.7 s,与ETSIA(evacuation test simulation and investigation algorithm)模型的仿真结果具有较好的一致性.      

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。     

基于分区模型的高铁接触网电场对人体影响数值计算与分析

为探究高铁站台上人体所受电场辐射大小以确保乘客的安全,运用有限元法对高速铁路接触网在站台引起的电场空间分布进行仿真计算,并建立人体部位属性仿真模型,采用分区模型的方法对人体周围电场进行快速准确的仿真计算,以克服常规网格细分法固有的计算速度与精度矛盾;分析了高铁站台上方人体感应电流和接触电流,结合国家标准限值对人体周围电场环境的安全性进行了综合评价。研究表明:(1)分区模型法具有精度高且省时的优势;(2)接触网电场引起的感应电流及接触电流对于黄线外候车的乘客是安全的。     

弹性需求下的出租车市场均衡模型

为了探究出租车市场均衡模型的性质,假设乘客根据预期出行成本的变动来选择是否乘坐出租车,构建了弹性需求下的出租车市场均衡模型,分析了出租车平均行驶速度、城市规模以及乘客等车时间价值对出租车服务水平、使用效率以及打车软件使用率的影响。算例表明：出租车平均行驶速度的提高使扬招乘客和网约乘客等待时间均减少,巡游车和网约车空驶时间均增加; 随着城市规模的扩大,扬招乘客和网约乘客等待时间先增加后减少,巡游车和网约车空驶时间先减少后增加;乘客等车时间价值的提高使扬招乘客等待时间和网约车空驶时间均减少,网约乘客 等待时间和巡游车空驶时间均增加;不同城市规模下,出租车平均行驶速度的提高均能提高打车软件的使用率,城市规模非常小时,乘客等车时间价值的提高使打车软件的使用率减少,当城市达到一定规模时,乘客等车时间价值的提高则会提高打车软件的使用率。     

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对铁路客运站客流到达、疏散的时空特性进行分析,提出了大型铁路客运站到达旅客疏散仿真概念模型. 从车站到达旅客交通特性出发,在经典社会力模型基础上对旅客站内交通行为进行微观仿真建模,并对模型的行人尺寸和期望速度参数进行了分析和标定. 通过对沈阳铁路局大连站到达旅客疏散仿真实验,得到该站地下通道和南出站口处旅客人数随时间变化的曲线、旅客最高聚集人数95%置信区间和高峰出现的时间,到站旅客换乘时间95%置信区间,找出了存在安全隐患的带状区域和点状区域. 仿真结果表明,模型具有较高的可靠性和实用性.     

城市轨道交通车站乘客群体行为特征研究

为了研究城市轨道交通车站乘客群体行为的产生机理及其变化规律,提出乘客流稳静的概念,用以描述对乘客流状态突变倾向的缓解作用。结合车站设施属性及乘客流时空分布特征,应用乘客群体行为模型,采用仿真情景试验方法,从乘客流流量、密度与速度三个方面量化研究乘客流稳静的影响因素与作用方式,从而揭示乘客流状态突变的内在机理。试验数据显示：设施相对距离对乘客流平均流率衰减具有直接作用;通道出入口设施的相对能力对通道乘客流密度具有影响作用,这种作用与乘客流规模存在内在关系;流线交叉对乘客流速度突变具有较为显著的作用,且同时伴随密度的变化。以试验研究为基础,分别针对流量、密度、速度三个方面提出合理引导、组织与控制乘客流的策略。     

地铁车厢内乘客站立位置选择行为研究

基于地铁乘客在车厢内站立位置选择行为设计问卷并调查,引入信效度分析判断问卷及其结果的可靠性,分析乘客在车厢内站立位置的选择偏好和对座位的需求程度.针对乘客从车厢两端和车厢中部车门上车两种情景,将车厢内部站立区域划分为6部分,建立考虑乘客出行距离和车厢内立席密度的乘客站立位置选择基线—类别Logit模型,采用调查数据对模型参数进行估计并验证.研究表明,模型标定结果与调查数据较为吻合,可较好地刻画乘客的选择行为.此外,乘客对车门前区的选择概率随车厢内立席密度的增大而增大,而坐席区域和侧边区域则相反;乘客出行距离较长时,乘客选择坐席区域的概率对车厢内立席密度的变化更为敏感.     

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.     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

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.