【正文】 方，實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)，且時間段受到限制。通過記錄行人穿過事先標記的區(qū)域邊界的時間，就可以計算出行人的速度；密度的計算是當該行人大約處于該區(qū)域的中間位置時，計算該區(qū)域的人數(shù)與面積的比值。人工觀測方法是最基礎的，也是一種應用最廣泛的方法，這種方法常用的工具為秒表、計數(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需要進行數(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)的基礎和基本依據(jù)，行人交通特性參數(shù)不僅用于模型的標定，還是行人仿真模型重要的輸入條件。換乘廳內(nèi)客流流線交叉點多，與多個方向的客流相連接，相互干擾大，客流組織復雜。對于不熟悉交通樞紐站的行人，下車后即需要知道自己當前的位置，及樞紐的整體布局，故在站臺處需設置方位性標識。從進站入口處開始就需要設置標識，告知行人此站名稱及乘坐地鐵的線路，在樓梯（扶梯）、通道處要設置連續(xù)的引導標識。對于進入交通樞紐站的行人來說，每個人想要到達的目的地不一樣，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“藍色”導向進入2號線站臺。同時， 標志設置的位置要統(tǒng)一，便于行人尋找。標志應設置在樞紐內(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標志系統(tǒng)主要存在標準依據(jù)缺乏、針對設計不足、標志數(shù)量缺失等問題。圖 45 管制性標識圖裝飾性標識是指為修飾或強調(diào)環(huán)境中某些元素而設的標識，其具有美化環(huán)境外觀的功能。說明性標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識。行人使用的引導標識，決定了其行走的方向，它不僅要引導使用者從決策地走到目的地，還能帶他們回到起始點。（名稱標識）識別性標識又稱為名稱標識，表示對象物體本身的標識，說明對象物的名稱，能提供使用者對目標的辨識及認知。其形式是多種多樣的，可以表現(xiàn)為標識牌、告示牌、路牌、圖形及符號等。 標識系統(tǒng)的定義標識系統(tǒng)（又稱視覺識別系統(tǒng)、視覺導向系統(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)境及信息表達方式（如圖形、地圖、字體、色彩等）進行特別組合和規(guī)劃設計，從而形成適合其具體空間的信息體系，如公路導向標識系統(tǒng)、商場導向系統(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)標識系統(tǒng)作為連接城市各種交通方式的關(guān)鍵節(jié)點,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、雙向人流會導致流量和速度的下降。這些曲線表明當行人設施上行人極少時，有一個很大的空間去選擇高的行走速度。當流量增加時，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為行人實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：指在單位時間里通過某一通道橫斷面的人數(shù)。所以人流密度較低時,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上盡可能地實現(xiàn)自己的期望速度,而高峰期的行人由于時間價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,步速受限情況嚴重,采取被動跟隨策略。在基于動力學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)量和攜帶方式四個方面決定了其對行人的影響。旅游或購物的行人,其時間要求和限制很少,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)計數(shù)據(jù)差異。實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,如行人著急趕時間時,期望速度就大于舒適速度。從物理學的角度,行人速度又可分為:瞬時速度和平均速度。表32行人攜物時寬、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,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。當行人攜帶有行李物品時,占用的空間自然也要增加。反應區(qū)域是指行人以常速行走時,會影響到行人走行和判斷的前方范圍。步行運動區(qū)的寬度比靜態(tài)空間需求的寬度稍微大些。主要包括步行運動區(qū)、步行感知區(qū)域和反應區(qū)域三個部分。例如,擁擠時,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、個人空間的方向和大小、個人習慣和職業(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)境心理學中被稱為“邊界效應”,這個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體本身所占空間大小。每一個個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、定義服務點位置及隊列的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、運行仿真和結(jié)果分析幾個步驟。此外,提供多種文本和圖形統(tǒng)計輸出,包括截圖和動畫、事件統(tǒng)計、個體統(tǒng)計(起終點、持續(xù)時間、距離、速度等)、人群統(tǒng)計、出口統(tǒng)計等。 (4)行人壓力檢驗:檢驗無其他行人位于檢測半徑內(nèi)。在仿真過程中,所有主體將進行循環(huán)迭代計算,根據(jù)上述的3種力計算出下一時間步的速度和方向,并進行4種檢驗。第1種力描述勢場使行人向目的地運動。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流體動力學分析軟件連接,導入煙氣仿真數(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)使人群運動的機制是每個個體以自由步行速度運動到下一個目標的愿望,花費最短時間且不與其他行人和障礙物碰撞。Legion輸出人流密度、步行時間、疏散時間、步行速度、排隊長度等數(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二維實體,通過尋找具有最小化可感知的目標費用函數(shù)的下一步,使每個實體朝目的地移動,該費用為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動現(xiàn)象，體現(xiàn)出行人運動規(guī)律。加速度模型描述行人走行路線沖突時,通過加速度向量改變其運動方向,以避免與他人碰撞。q1表示行人的磁強度。按照“同性相斥、異性吸引”,行人在引力作用下往目的地運動,并因斥力避讓其他的行人和障礙物。為當前環(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)。這導致其他行人對該行人產(chǎn)生斥力效應，這種效應可用一個隨距離遞減的指數(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。在Helbing研究的社會力模型中,行人會受到目標吸引產(chǎn)生的自驅(qū)動力,同時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)概率模型計算下一時間步所有單元格(i, j)的進入概率Pij,若(i, j)為建筑物或其他人占據(jù)則Pij=0,否則,Pij0。模型中行人實體需要測量當前狀態(tài)，并做出實際的決定。概率模型無法重現(xiàn)個體相互作用的現(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行無邊界的選擇，與現(xiàn)實中的實際場景最為相符。微觀模型的仿真通常是基于各種不同的物理力學模型，實際上，擁擠人群運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，將流體力學的理論和方法結(jié)合人的行為規(guī)則應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 行人仿真模型分類自20世紀90年代以來，行人交通仿真動力學模型的理論取得了長足進展。利用行人仿真工具對交通樞紐進行模擬，不僅可以評價其內(nèi)部客流組織和行人設施的性能，還可以評價其在緊急狀態(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向標識系統(tǒng)綜合設計方面的研究較少。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。在每一時間步中，每個單元的狀態(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)學表達式中的一項。最早的宏觀模型是由Henderson提出的，他認為行人的運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；能動態(tài)分析人群由于多股匯集而產(chǎn)生個體沒有的現(xiàn)象，并給出相應的評價指標。在國外，仿真工具已經(jīng)廣泛用于各類與人相關(guān)的設施的評價中，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，沒有公認的可使用的數(shù)據(jù)，目前模型標定所使用數(shù)據(jù)基本來自國外，不能真實反應國內(nèi)交通樞紐行人交通流真實狀況。在設計思路上，缺乏以人為本的服務理念，在進行交通樞紐設計時，沒有以行人利益為優(yōu)先考慮對象，重點強調(diào)了設施結(jié)構(gòu)強度、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)驗和理論指導，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，公眾反應強烈。宏觀層面是指交通樞紐的選址及其在整個交通系統(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)設施的設計。有關(guān)交通樞紐的研究主要集中在兩個層面：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)果可以為設計階段的交通樞紐的方案比選提供依據(jù)，也可用于驗證各類型預案的有效性。從20世紀90年代中期開始，基于各種規(guī)則和力的理論模型的計算機動態(tài)仿真法應運而生。行人動力學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，元胞自動機模型和磁場力模型等。每個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,樞紐標識系統(tǒng)的作用至關(guān)重要,其標識系統(tǒng)的設計也從早期的隨意化逐步上升到標準化、系統(tǒng)化、科學化的道路,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向標識設計的標準、規(guī)范的研究仍處于初步階段。北京工業(yè)大學有關(guān)研究者通過對樞紐內(nèi)部重要節(jié)點行人徘徊時間統(tǒng)計,利用其仿真手段進行對比評估分析,驗證了利用經(jīng)驗提出的優(yōu)化方案的合理性,為標識設計提供了有效參考和借鑒。作為研究客流組織和行人交通設施的主要手段，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、可靠數(shù)據(jù)，據(jù)此利用行人微觀仿真工具建立一個能夠適用于國內(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施的適應性問題。 模型層次行人交通仿真的困難主要體現(xiàn)在行人運動隨意性大、步行行為復雜、影響