【正文】 方，實(shí)施起來難度高或效果不理想。人工觀測法由于測量人員體力關(guān)系難以獲得連續(xù)的大樣本數(shù)，且時(shí)間段受到限制。通過記錄行人穿過事先標(biāo)記的區(qū)域邊界的時(shí)間，就可以計(jì)算出行人的速度；密度的計(jì)算是當(dāng)該行人大約處于該區(qū)域的中間位置時(shí)，計(jì)算該區(qū)域的人數(shù)與面積的比值。人工觀測方法是最基礎(chǔ)的，也是一種應(yīng)用最廣泛的方法，這種方法常用的工具為秒表、計(jì)數(shù)器、卷尺等。 數(shù)據(jù)采集方法針對不同場合下行人行為的研究，由于不同環(huán)境下行人行為表現(xiàn)出一定的差異性，如身高、體重、年齡、性別、地域等，所以在研究特定場景時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，缺少數(shù)據(jù)的行人仿真技術(shù)研究是不可行的。圖 33 換乘行人流線示意圖第5章 行人特征數(shù)據(jù)調(diào)查及分析行人的交通特性是行人仿真模型開發(fā)的基礎(chǔ)和基本依據(jù)，行人交通特性參數(shù)不僅用于模型的標(biāo)定，還是行人仿真模型重要的輸入條件。換乘廳內(nèi)客流流線交叉點(diǎn)多，與多個(gè)方向的客流相連接，相互干擾大，客流組織復(fù)雜。對于不熟悉交通樞紐站的行人，下車后即需要知道自己當(dāng)前的位置，及樞紐的整體布局，故在站臺處需設(shè)置方位性標(biāo)識。從進(jìn)站入口處開始就需要設(shè)置標(biāo)識，告知行人此站名稱及乘坐地鐵的線路，在樓梯（扶梯）、通道處要設(shè)置連續(xù)的引導(dǎo)標(biāo)識。對于進(jìn)入交通樞紐站的行人來說，每個(gè)人想要到達(dá)的目的地不一樣，所以在樞紐站內(nèi)走過的路線也是不一樣的。由于顏色的差異，乘客可以循著“藍(lán)色”導(dǎo)向進(jìn)入2號線站臺。同時(shí)， 標(biāo)志設(shè)置的位置要統(tǒng)一，便于行人尋找。標(biāo)志應(yīng)設(shè)置在樞紐內(nèi)的交通流線中，如出入口、樓梯等人流必經(jīng)之處，方便人們看到和做出決定。從宏觀角度分析，我國交通樞紐行人引導(dǎo)標(biāo)志系統(tǒng)主要存在標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)缺乏、針對設(shè)計(jì)不足、標(biāo)志數(shù)量缺失等問題。圖 45 管制性標(biāo)識圖裝飾性標(biāo)識是指為修飾或強(qiáng)調(diào)環(huán)境中某些元素而設(shè)的標(biāo)識，其具有美化環(huán)境外觀的功能。說明性標(biāo)識是指為說明事物的內(nèi)容、相關(guān)規(guī)范、操作方法等信息的標(biāo)識。行人使用的引導(dǎo)標(biāo)識，決定了其行走的方向，它不僅要引導(dǎo)使用者從決策地走到目的地，還能帶他們回到起始點(diǎn)。（名稱標(biāo)識）識別性標(biāo)識又稱為名稱標(biāo)識，表示對象物體本身的標(biāo)識，說明對象物的名稱，能提供使用者對目標(biāo)的辨識及認(rèn)知。其形式是多種多樣的，可以表現(xiàn)為標(biāo)識牌、告示牌、路牌、圖形及符號等。 標(biāo)識系統(tǒng)的定義標(biāo)識系統(tǒng)（又稱視覺識別系統(tǒng)、視覺導(dǎo)向系統(tǒng)等），在英文中稱為“signage system”，以系統(tǒng)的、連續(xù)的方式將各種元素、方法集成起來，傳達(dá)空間環(huán)境信息，其需要根據(jù)不同的空間環(huán)境及信息表達(dá)方式（如圖形、地圖、字體、色彩等）進(jìn)行特別組合和規(guī)劃設(shè)計(jì)，從而形成適合其具體空間的信息體系，如公路導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)、商場導(dǎo)向系統(tǒng)等。給樞紐內(nèi)行人出行的安全性、順暢性、舒適性帶來了影響。第4章 交通樞紐內(nèi)標(biāo)識系統(tǒng)作為連接城市各種交通方式的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),綜合交通樞紐因其密閉的環(huán)境、多樣的換乘方式和方向，使樞紐內(nèi)部的乘客容易產(chǎn)生沖突及迷失方向。若有結(jié)伴者中有急事或習(xí)慣于快走,其他同伴可能會照顧他的感受,加快步行速度。交叉人流、雙向人流會導(dǎo)致流量和速度的下降。這些曲線表明當(dāng)行人設(shè)施上行人極少時(shí)，有一個(gè)很大的空間去選擇高的行走速度。當(dāng)流量增加時(shí)，由于密度增加行人可利用空間漸小，速度下降。圖33 速度密度關(guān)系示意圖有的研究者認(rèn)為行人實(shí)際速度與人群密度的關(guān)系不是線性的,這可能是由于調(diào)查的交通環(huán)境不同造成的。流量q：指在單位時(shí)間里通過某一通道橫斷面的人數(shù)。所以人流密度較低時(shí),行人更注重行走的舒適度,在和其它行人保持一定距離的基礎(chǔ)上盡可能地實(shí)現(xiàn)自己的期望速度,而高峰期的行人由于時(shí)間價(jià)值的不同和焦躁情緒的影響,并不排斥與其他人的近距離接觸。處于流線中部的行人,步速受限情況嚴(yán)重,采取被動跟隨策略。在基于動力學(xué)的行人微觀交通仿真模型中,都把體重作為重要的參數(shù)。地鐵交通樞紐的物理交通環(huán)境包括:平道、坡道、臺階、樓梯和彎道等。不同國家或地區(qū)的人,體型特征和文化生活差異大,期望步行速度不同。攜帶的行李從體積、重量、數(shù)量和攜帶方式四個(gè)方面決定了其對行人的影響。旅游或購物的行人,其時(shí)間要求和限制很少,攜帶物品也不多,期望速度適中。對于早高峰城市地鐵交通樞紐內(nèi)行人的出行目的，上班、上學(xué)出行比重占最大，購物、旅游所占比重其次。青年中,處于男性和女性平均速度之間。—,。目前對此影響關(guān)系的研究,都是把年齡分為老人、中年、青年、中學(xué)生、兒童等年齡段,并結(jié)合性別因素對比不同年齡段的期望速度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)差異。實(shí)際速度間于最高速度和零之間,不一定是期望速度。不過有例外,如行人著急趕時(shí)間時(shí),期望速度就大于舒適速度。從物理學(xué)的角度,行人速度又可分為:瞬時(shí)速度和平均速度。表32行人攜物時(shí)寬、厚維度及投影面積圖示定義寬度?（m）厚度?（m）投影（）單手提一大件行李雙手提兩大件行李攜帶拉桿箱注：如圖所示為常見的行人不同攜帶方式和攜帶物品時(shí),占用的寬度、厚度和投影面積情況，反映了攜帶行李行人的靜態(tài)空間需求。當(dāng)行人攜帶有行李物品時(shí),占用的空間自然也要增加。反應(yīng)區(qū)域是指行人以常速行走時(shí),會影響到行人走行和判斷的前方范圍。步行運(yùn)動區(qū)的寬度比靜態(tài)空間需求的寬度稍微大些。主要包括步行運(yùn)動區(qū)、步行感知區(qū)域和反應(yīng)區(qū)域三個(gè)部分。例如,擁擠時(shí),陌生男女可以側(cè)肩相抵,或背靠背,絕少面對面。行人之間的舒適安全距離,也叫人際距離,除了與行人匆忙程度和交通環(huán)境有關(guān)外,還與民族和文化背景、年齡、性別、個(gè)人空間的方向和大小、個(gè)人習(xí)慣和職業(yè)、人與人之間的親密關(guān)系、周圍人的衣服整潔度等因素有關(guān)。兩種舒適安全距離距離都與行人的匆忙程度和所處的交通環(huán)境有關(guān)。行人在行進(jìn)過程中一般都會與其周邊環(huán)境保持一定的距離,此現(xiàn)象在環(huán)境心理學(xué)中被稱為“邊界效應(yīng)”,這個(gè)距離的最小值稱為邊界距離。通過查閱資料，得出不同地區(qū)人群生理尺寸的數(shù)據(jù)，如下表所示：表31各個(gè)地區(qū)人體生理尺寸國家性別最大肩寬（cm）身體厚度（cm）所占面積（m178。人在靜止不動時(shí)速度為零，只是占據(jù)一定的幾何空間，包括行人身體本身所占用的空間和行人為與周邊人或障礙物保持一定距離而需要的舒適安全距離，可以用人體俯視考慮個(gè)體本身所占空間大小。每一個(gè)個(gè)體的行為特性都會影響著人群的行為特性。相比專門的行人仿真軟件, AnyLogic具有開放式的體系結(jié)構(gòu),支持基于主體的建模和二次開發(fā),能與其他軟件及用Java語言或其他語言編寫的自定義模塊協(xié)同工作,為行人交通仿真建模提供更大的靈活性。常用的行人對象有:生成行人的PedSource、將行人移出系統(tǒng)的PedSink、行人進(jìn)入的PedEnter、行人退出的PedExit、行人轉(zhuǎn)向的PedGoTo、行人變換樓層的PedChangeFloor、行人等待的PedWait、定義服務(wù)點(diǎn)位置及隊(duì)列的PedServiceQ。AnyLogic中的行人仿真建模包括環(huán)境建立、創(chuàng)建行為流程圖、運(yùn)行仿真和結(jié)果分析幾個(gè)步驟。此外,提供多種文本和圖形統(tǒng)計(jì)輸出,包括截圖和動畫、事件統(tǒng)計(jì)、個(gè)體統(tǒng)計(jì)(起終點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間、距離、速度等)、人群統(tǒng)計(jì)、出口統(tǒng)計(jì)等。 (4)行人壓力檢驗(yàn):檢驗(yàn)無其他行人位于檢測半徑內(nèi)。在仿真過程中,所有主體將進(jìn)行循環(huán)迭代計(jì)算,根據(jù)上述的3種力計(jì)算出下一時(shí)間步的速度和方向,并進(jìn)行4種檢驗(yàn)。第1種力描述勢場使行人向目的地運(yùn)動。還可輸出AVI格式的動畫和JPG、TIFF、PNG、BMP格式的圖片。STEPS還能與ANSYS CFX流體動力學(xué)分析軟件連接,導(dǎo)入煙氣仿真數(shù)據(jù),研究疏散模式下煙氣等有毒物質(zhì)對行人疏散速度的影響。驅(qū)使人群運(yùn)動的機(jī)制是每個(gè)個(gè)體以自由步行速度運(yùn)動到下一個(gè)目標(biāo)的愿望,花費(fèi)最短時(shí)間且不與其他行人和障礙物碰撞。Legion輸出人流密度、步行時(shí)間、疏散時(shí)間、步行速度、排隊(duì)長度等數(shù)據(jù),也可輸出行人活動區(qū)域內(nèi)的人流密度分布和最大密度的持續(xù)時(shí)間分布、空間利用率等直觀圖形,支持圖形、數(shù)據(jù)、圖表的輸出。每位行人被模擬成一個(gè)二維實(shí)體,通過尋找具有最小化可感知的目標(biāo)費(fèi)用函數(shù)的下一步,使每個(gè)實(shí)體朝目的地移動,該費(fèi)用為3部分的加權(quán)平均,即不便性(Inconvenience)、挫折(Frustration)和不舒適性(Disfort)。 行人運(yùn)動仿真軟件行人交通仿真商業(yè)軟件是快速建模的有效工具,如Legion、Steps、AnyLogic、SimWalk、Nomad、SimPed、Pedroute /Paxport、Simulex、MicroPedSim、Exodus、EvacSim、Evaet等,但大多數(shù)僅限于模擬人群疏散。所有的模型都在一定程度上描述了行人運(yùn)動現(xiàn)象，體現(xiàn)出行人運(yùn)動規(guī)律。加速度模型描述行人走行路線沖突時(shí),通過加速度向量改變其運(yùn)動方向,以避免與他人碰撞。q1表示行人的磁強(qiáng)度。按照“同性相斥、異性吸引”,行人在引力作用下往目的地運(yùn)動,并因斥力避讓其他的行人和障礙物。為當(dāng)前環(huán)境下的喜愛速度。吸引力有助于形成行人群體(與分子間作用力相似)。這導(dǎo)致其他行人對該行人產(chǎn)生斥力效應(yīng)，這種效應(yīng)可用一個(gè)隨距離遞減的指數(shù)函數(shù)來表述，包括心理作用力（即社會力）和物理力（接觸力）兩部分，表達(dá)式為：(3)人與邊界之間的作用力,邊界和障礙對人的影響類似于人與人之間的作用行人要與建筑物、墻壁、街道、障礙等的邊界保持一定距離，這種距離也用力的形式來表式示。如果沒有干擾，行人將以速度向期望的方向行進(jìn)。在Helbing研究的社會力模型中,行人會受到目標(biāo)吸引產(chǎn)生的自驅(qū)動力,同時(shí)由于行人有與其他行人、障礙物保持安全距離的社會特征,他會受到其他行人、障礙物的斥力影響?；舅惴ㄊ切腥艘罁?jù)概率模型計(jì)算下一時(shí)間步所有單元格(i, j)的進(jìn)入概率Pij,若(i, j)為建筑物或其他人占據(jù)則Pij=0,否則,Pij0。模型中行人實(shí)體需要測量當(dāng)前狀態(tài)，并做出實(shí)際的決定。概率模型無法重現(xiàn)個(gè)體相互作用的現(xiàn)象。連續(xù)矢量空間有著以上兩種所沒有的優(yōu)勢，模型中的行人可以進(jìn)行無邊界的選擇，與現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際場景最為相符。微觀模型的仿真通常是基于各種不同的物理力學(xué)模型，實(shí)際上，擁擠人群運(yùn)動與流體和顆粒材料的流動有一定程度的相似性。它將行人交通流近似為氣體或者流體，將流體力學(xué)的理論和方法結(jié)合人的行為規(guī)則應(yīng)用于行人交通流的建模仿真中。行人交通仿真模型分為2類:第1類為宏觀模型,把行人模擬為連續(xù)流動介質(zhì)。第2章 行人仿真相關(guān)理論基礎(chǔ) 行人仿真模型分類自20世紀(jì)90年代以來，行人交通仿真動力學(xué)模型的理論取得了長足進(jìn)展。利用行人仿真工具對交通樞紐進(jìn)行模擬，不僅可以評價(jià)其內(nèi)部客流組織和行人設(shè)施的性能，還可以評價(jià)其在緊急狀態(tài)下的疏散安全性能。研究表明，這些成果與西方發(fā)達(dá)國家的差距還是很大的，不能直接照搬國外的成果，西方的行人交通動力學(xué)研究成果并不完全適于我國。目前我國針對軌道交通樞紐導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方面的研究較少。模擬正常人流和疏散人流的微觀仿真軟件，主要有Legion、Steps、AnyLogic和SimWalk。在每一時(shí)間步中，每個(gè)單元的狀態(tài)在它以前的狀態(tài)以及它鄰近的單元的狀態(tài)的基礎(chǔ)上升級。社會力的概念最早是由Lewin提出的，Helbing和他的同事一起建立了社會力模型，并把社會力作為模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式中的一項(xiàng)。最早的宏觀模型是由Henderson提出的，他認(rèn)為行人的運(yùn)動行為類似于氣體或液體的流動。行人仿真技術(shù)能夠?qū)π腥诵凶郀顩r進(jìn)行模擬，找出潛在的常發(fā)性交通瓶頸和偶發(fā)性高峰擁擠點(diǎn)；能動態(tài)分析人群由于多股匯集而產(chǎn)生個(gè)體沒有的現(xiàn)象，并給出相應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)。在國外，仿真工具已經(jīng)廣泛用于各類與人相關(guān)的設(shè)施的評價(jià)中，國內(nèi)關(guān)于建筑物的緊急疏散仿真開展較早，但對于交通樞紐的常態(tài)及緊急狀態(tài)的客流組織則涉及較少，其主要原因是由于目前專門針對交通樞紐構(gòu)建的行人仿真模型較少，多為國外開發(fā)的模型，且針對我國交通樞紐的行人交通流數(shù)據(jù)調(diào)查難度大，沒有公認(rèn)的可使用的數(shù)據(jù)，目前模型標(biāo)定所使用數(shù)據(jù)基本來自國外，不能真實(shí)反應(yīng)國內(nèi)交通樞紐行人交通流真實(shí)狀況。在設(shè)計(jì)思路上，缺乏以人為本的服務(wù)理念，在進(jìn)行交通樞紐設(shè)計(jì)時(shí)，沒有以行人利益為優(yōu)先考慮對象，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了設(shè)施結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、施工難易程度、占地、車輛行駛的方便性等因素，而忽略了行人在換乘樞紐內(nèi)的主體地位，加上缺乏國外可借鑒的歷史經(jīng)驗(yàn)和理論指導(dǎo)，造成目前已建成的一些交通樞紐在行人換乘效率，行人組織協(xié)調(diào)性以及行人的舒適性方面不盡如人意，公眾反應(yīng)強(qiáng)烈。宏觀層面是指交通樞紐的選址及其在整個(gè)交通系統(tǒng)中的定位與布局；中微觀層面則是指交通樞紐內(nèi)部的交通組織，包括車輛的組織和行人組織，以及相關(guān)設(shè)施的設(shè)計(jì)。有關(guān)交通樞紐的研究主要集中在兩個(gè)層面：宏觀層面、中微觀層面。我國早期對城市交通樞紐的研究主要關(guān)注的是宏觀問題，對微觀層面的組織問題沒有十分重視。其仿真結(jié)果可以為設(shè)計(jì)階段的交通樞紐的方案比選提供依據(jù)，也可用于驗(yàn)證各類型預(yù)案的有效性。從20世紀(jì)90年代中期開始，基于各種規(guī)則和力的理論模型的計(jì)算機(jī)動態(tài)仿真法應(yīng)運(yùn)而生。行人動力學(xué)模型可以分為宏觀模型和微觀模型。微觀模型具有代表性的模型有格子氣模型、社會力模型，元胞自動機(jī)模型和磁場力模型等。每個(gè)單元可以處于幾種狀態(tài)中的一種(一般有兩種，0或1)。目前，行人交通動力學(xué)模型的微觀模擬方法主要用于模擬人群在交通樞紐內(nèi)的行為。軌道交通作為城市公共交通或連接連城市公共交通的重要組成部分,樞紐標(biāo)識系統(tǒng)的作用至關(guān)重要,其標(biāo)識系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也從早期的隨意化逐步上升到標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、科學(xué)化的道路,以滿足樞紐旅客類型多樣化以及行為多變化趨勢條件下的旅客出行要求,但現(xiàn)有針對軌道交通樞紐導(dǎo)向標(biāo)識設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的研究仍處于初步階段。北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)研究者通過對樞紐內(nèi)部重要節(jié)點(diǎn)行人徘徊時(shí)間統(tǒng)計(jì),利用其仿真手段進(jìn)行對比評估分析,驗(yàn)證了利用經(jīng)驗(yàn)提出的優(yōu)化方案的合理性,為標(biāo)識設(shè)計(jì)提供了有效參考和借鑒。作為研究客流組織和行人交通設(shè)施的主要手段，行人微觀仿真近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快，相繼開發(fā)了多種模型。因此，本研究目的就是要通過大量的交通樞紐內(nèi)部行人交通流數(shù)據(jù)調(diào)查獲得國內(nèi)交通流詳實(shí)、可靠數(shù)據(jù)，據(jù)此利用行人微觀仿真工具建立一個(gè)能夠適用于國內(nèi)交通樞紐的行人仿真模型，并利用該模型研究交通樞紐內(nèi)部行人交通組織及目前交通設(shè)施的適應(yīng)性問題。 模型層次行人交通仿真的困難主要體現(xiàn)在行人運(yùn)動隨意性大、步行行為復(fù)雜、影響