【正文】 峰一般出現(xiàn)在上班時(shí)間前的15到30分鐘。圖9復(fù)興門換乘客流 交通樞紐內(nèi)行人組成行人組成是指行人中，各種類型人員的性別、年齡等。為便于研究行人交通流特性，將行人依據(jù)性別、年齡劃分為八個(gè)組別，具體如表所示表9行人年齡分組性別年齡組備注男性未成年18歲以下青年18—35歲中年36—60歲老年60歲以上女性未成年18歲以下青年18—35歲中年36—60歲老年60歲以上如圖所示，由于調(diào)查時(shí)段為在工作日早高峰，故行人年齡結(jié)構(gòu)以青年和中年為主，%%，%，未成年人較少。主要是由于未成年人出行目的是上學(xué)，小學(xué)生大多就近入學(xué)不需要長距離的軌道交通出行，另外由于復(fù)興門換乘站附近區(qū)域較少學(xué)校，所以受復(fù)興門換乘站所處位置限制，該處工作日未成年人數(shù)量較少。圖10行人年齡結(jié)構(gòu) 行人結(jié)伴情況構(gòu)成行人結(jié)伴是指2個(gè)或2個(gè)以上的行人由于特殊的社會(huì)關(guān)系（家庭成員、情侶、同學(xué)、同事等）而結(jié)伴行走。結(jié)伴行走的行人，為了保持其結(jié)伴狀態(tài)，結(jié)伴行人必須保持在一個(gè)相對集中的空間內(nèi)，并保持相同的步行速度，且整體步行速度會(huì)低于正常的平均步行速度。結(jié)伴行人在總量中所占比例，會(huì)對行人流整體平均速度產(chǎn)生一定影響，當(dāng)結(jié)伴比例較大時(shí)（如大型公共活動(dòng)、體育賽事、演出等），結(jié)伴行走是影響平均步行速度的主要因素。通過對復(fù)興門交通樞紐的觀測，分析行人結(jié)伴比例。行人在工作日中，%。另外，對于結(jié)伴行人，結(jié)伴方式有2人、3人、4人及以上，分析工作日結(jié)伴方式的比例。如圖所示，在所有結(jié)伴步行的行人中，2人結(jié)伴占絕大多數(shù)，分別占到了86%，是主要的結(jié)伴方式。圖11 工作日結(jié)伴比例 行人攜帶行李情況攜帶行李的行人行走速度慢，占用空間大，對行人流步行速度有很大影響，尤其是攜帶行李的行人比例較高的情況下，尤為明顯。通過對復(fù)興門交通樞紐的觀測，分析行人攜帶行李比例。行人在工作日中，%，三種方式所占比例大致相等，對于攜帶行李方式參考上文。圖12 行人攜帶行李比例 交通樞紐內(nèi)速度特性行人速度特性直觀反映了行人的運(yùn)動(dòng)特性，由對數(shù)據(jù)的分析，得到行人總體的速度特性與分布規(guī)律，行人速度受性別、年齡以及設(shè)施的影響程度?，F(xiàn)有的研究顯示，行人步行速度是服從正態(tài)分布，下面以復(fù)興門換乘站1號線站臺(tái)為例，對行人步行速度進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，其步行速度頻數(shù)分布如圖13所示，正態(tài)分布檢驗(yàn)如圖14所示，Q—Q檢驗(yàn)如圖15所示。圖13速度分布直方圖從圖中可以看出，步行速度頻數(shù)分布與正態(tài)分布曲線接近，且正態(tài)性檢驗(yàn)表中漸進(jìn)顯著性（p值），所以可認(rèn)為通道內(nèi)行人的步行速度近似的服從正態(tài)分布。而且，從檢驗(yàn)圖中可以看到，樣本點(diǎn)大部分在正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)線附近波動(dòng)，滿足正態(tài)性檢驗(yàn)。另外，由于早高峰時(shí)段，行人的時(shí)間緊迫性較高，因此速度分布整體呈右偏。 圖14速度分布正態(tài)性檢驗(yàn) 圖15速度分布正態(tài)檢驗(yàn)圖工作日早高峰，行人速度普遍較其他時(shí)間段高，這是由于出行目的決定，由于上班上學(xué)時(shí)間緊迫性較強(qiáng)，使得行人在步行時(shí)，下意識(shí)的提高步行速度。且離工作時(shí)間越近，步行速度越快。行人步行速度隨時(shí)間的分布變化，如下圖所示。圖16 步行速度在不同時(shí)間段分布狀態(tài)由圖17可知，在6：30分至9：30分，共6個(gè)時(shí)間段內(nèi)，行人的步行平均速度逐漸增大，說明行人的步行速度與時(shí)間緊迫性有直接關(guān)系。圖17 平均步行速度隨時(shí)間變化曲線圖性別差異是反映身體條件差異的一種方式，男性的身體條件，如身高、身寬、腿長、力量等指標(biāo)，平均值均大于女性相應(yīng)指標(biāo)。此外，青年人由于身體條件最好，性別差異對于步行速度影響較小；中年人和老年人身體條件開始下降，步行速度的差距也隨性別差異的影響開始增大。圖18性別年齡速度對比行人在步行過程中，會(huì)受到各種設(shè)施幾何條件的限制，如通道的有效寬度、坡度，樓梯的有效寬度、坡度，這些條件都會(huì)對行人的步行狀態(tài)產(chǎn)生影響。一般來講，上坡相比于下坡，會(huì)降低步行速度。如圖所示，步行速度最快的是有車的站臺(tái)上，工作日早高峰時(shí)段區(qū)別于其他時(shí)段的一個(gè)重要特征就是行人的時(shí)間需求較其他時(shí)段更為強(qiáng)烈，當(dāng)站臺(tái)上出現(xiàn)可以立即乘坐的地鐵車輛時(shí)，會(huì)以更快的步行速度，甚至跑步到達(dá)換乘車輛。上下行樓梯速度最慢，而上下坡道對于速度的影響大于上下樓梯對速度的影響。圖19不同設(shè)施速度對比與性別影響相似，年齡是反映行人身體條件差異的另一種方式，一般來講，未成年人行為較為活潑，步行速度較為離散；青年人由于身體條件最好，步行速度最快；中年人身體條件開始下降，步行速度也隨之降低；老年人由于體弱多病，多步行緩慢。對比不同觀測地點(diǎn)不同年齡階段行人的步行速度，如圖所示，從其步行平均速度與其他年齡段對比來看，老年人和未成年人的速度普遍小于青年人和中年人。此外，在樓梯上，由于行人上下樓梯的方式，使得在樓梯上的速度受到限制，年齡對速度影響較小。圖20不同年齡各設(shè)施速度對比 服務(wù)設(shè)施特性 服務(wù)設(shè)施是交通樞紐中重要的一類設(shè)施，主要包括人工售票處、自動(dòng)售票機(jī)、檢票閘機(jī)、安檢系統(tǒng)、銀行提款機(jī)等，還包括一些信息發(fā)布與查詢平臺(tái)、交通標(biāo)志等。其中，人工售票處、自動(dòng)售票機(jī)、檢票閘機(jī)、安檢系統(tǒng)是使用頻率最高，也是對交通樞紐影響最大的服務(wù)設(shè)施。為此，對其服務(wù)時(shí)間進(jìn)行了觀測，以便為構(gòu)建相關(guān)模型提供依據(jù)。乘客購買地鐵車票可通過自動(dòng)售票機(jī)和人工售票處。由下表可知自動(dòng)人工售票處服務(wù)時(shí)間平均值小于售票機(jī)且自動(dòng)售票機(jī)服務(wù)時(shí)間較為離散。這是因?yàn)樽詣?dòng)售票機(jī)購票時(shí)間中包括操作時(shí)間及投幣找零時(shí)間，此過程由與對售票機(jī)的熟悉程度決定。而人工售票處購票過程直接，省去了操作過程因此服務(wù)時(shí)間較短。表10自動(dòng)售票機(jī)服務(wù)時(shí)間指標(biāo)時(shí)間（s）平均值標(biāo)準(zhǔn)差中位數(shù)最小值最大值表11人工售票處服務(wù)時(shí)間指標(biāo)時(shí)間（s）平均值標(biāo)準(zhǔn)差中位數(shù)最小值最大值安檢系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間和檢票閘機(jī)服務(wù)時(shí)間關(guān)鍵指標(biāo)見下表。工作日早高峰出行中，上班上學(xué)所占比例較大，并不攜帶大件行李。但從觀測中我們發(fā)現(xiàn)，行人是否攜帶行李對通過檢票機(jī)和安檢系統(tǒng)的時(shí)間影響較大。表12檢票閘機(jī)服務(wù)時(shí)間指標(biāo)時(shí)間（s）平均值 標(biāo)準(zhǔn)差中位數(shù)最小值最大值表13安檢系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間指標(biāo)時(shí)間（s）平均值標(biāo)準(zhǔn)差中位數(shù)最小值最大值城市軌道交通樞紐的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)主要是由識(shí)別性標(biāo)識(shí)（名稱標(biāo)識(shí)）、引導(dǎo)性標(biāo)識(shí)、方位性標(biāo)識(shí)、說明性標(biāo)識(shí)、管制性標(biāo)識(shí)和裝飾性標(biāo)識(shí)組成。由于本文的研究范圍是交通樞紐內(nèi)部，而識(shí)別性標(biāo)識(shí)是供給行人對特定目標(biāo)的辨識(shí)及認(rèn)知，多設(shè)置于樞紐站的各出口處，裝飾性標(biāo)識(shí)在本文調(diào)研的樞紐中未涉及，故不作分析。通過對復(fù)興門地鐵站出站及換乘行人的調(diào)查，得到各類標(biāo)識(shí)對行人的吸引比例及吸引時(shí)間。如圖所示，可以觀察到方位性標(biāo)識(shí)對行人的吸引比例及吸引時(shí)間均最高，分別為 %和 ；其次為說明性標(biāo)識(shí)，吸引行人比例達(dá)到 %，平均吸引時(shí)間為 。究其原因，方位性標(biāo)識(shí)將樞紐內(nèi)環(huán)境的整體狀況及相關(guān)設(shè)施，以平面圖或地圖的方向呈現(xiàn)，能夠提供給行人概觀的空間認(rèn)知。說明性標(biāo)識(shí)所呈現(xiàn)的信息量較大，多以文字的方式呈現(xiàn)，對于不熟悉樞紐環(huán)境的行人，需要了解的信息相對要多故而吸引時(shí)間較長。引導(dǎo)性標(biāo)識(shí)吸引行人比例為 ，平均吸引時(shí)間 。由于引導(dǎo)性標(biāo)識(shí)是將行人引導(dǎo)至特定目標(biāo)或方向的標(biāo)識(shí)，對樞紐環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行序列性連續(xù)性引導(dǎo)，吸引行人也較多，但因其信息量相對少些，故而平均吸引時(shí)間較短。管制性標(biāo)識(shí)吸引行人比例最少，平均吸引時(shí)間也最短，分別為 %和 2s。本次調(diào)查的復(fù)興門地鐵站內(nèi)，管制性標(biāo)識(shí)出現(xiàn)在 1 號線換乘 2 號線的西側(cè)站臺(tái)，警示內(nèi)容為“禁止通行”，由于其標(biāo)識(shí)版面較大并且信息量單一，故吸引行人的比例和平均吸引時(shí)間均較短。圖 55 不同類型標(biāo)識(shí)吸引行人時(shí)間及比例第6章 交通樞紐內(nèi)部行人運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用Anylogic行人仿真平臺(tái)仿真乘客在交通樞紐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)流程非常復(fù)雜,需要經(jīng)過電梯、安檢儀、售票窗口等客服設(shè)備,最后通過閘機(jī)進(jìn)站。在乘客換乘時(shí)不僅有行人的運(yùn)動(dòng)還要加入列車的運(yùn)動(dòng)過程,例如,列車進(jìn)站乘客上下車、列車加速出站等。因此,在建立仿真系統(tǒng)中需要針對行人和列車設(shè)計(jì)邏輯流程圖,并將邏輯流程圖中的模塊與仿真顯示聯(lián)系起來,不僅要求能夠較好的演示乘客進(jìn)站換乘的過程,還要求仿真顯示中能夠精確及合理的統(tǒng)計(jì)邏輯流程中的信息。 Anylogic行人仿真平臺(tái)介紹模擬行人運(yùn)動(dòng)的仿真軟件在20世紀(jì)末得到了廣泛的開發(fā)與應(yīng)用,商業(yè)化的仿真軟件是快速建模的有效工具,基本以歐洲開發(fā)的為主,其中應(yīng)用比較廣泛且能模擬正常人流和疏散人流的仿真軟件有以下幾種:STEPS、SimWalk、Legion和AnyLogic。通過對元胞自動(dòng)機(jī)模型、磁場力模型及社會(huì)力模型等研究比較,考慮到交通樞紐內(nèi)旅客流線較多、旅客行為復(fù)雜的特點(diǎn),最終選擇能夠有效地描述行人在應(yīng)急疏散時(shí)會(huì)有自組織現(xiàn)象的社會(huì)力模型。通過綜合考慮以上仿真軟件的技術(shù)成熟度、應(yīng)用成熟度、軟件的應(yīng)用領(lǐng)域、軟件獲得的途徑(價(jià)格、試用版)等綜合情況,本文決定在AnyLogic Professional平臺(tái)上進(jìn)行大型客運(yùn)站的客流疏散仿真研究。此外,AnyLogic平臺(tái)提供有行人庫(Pedestrian Libirary), 一個(gè)用于仿真模擬“真實(shí)”環(huán)境中的行人流的高級庫?？梢杂眯腥藥靹?chuàng)建環(huán)境建筑(如車站內(nèi)的鬧機(jī)、電梯、安檢通道等)。通過加入行人設(shè)備模塊,設(shè)置參數(shù)控制行人的行為及仿真環(huán)境的設(shè)備通過能力等屬性,建立應(yīng)急客流邏輯流程圖,確定客流在站內(nèi)的疏散流線組成,然后通過設(shè)置設(shè)備模塊和仿真變量,處理輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真評價(jià),提出改進(jìn)措施最后做出優(yōu)化方案。在所建立的仿真系統(tǒng)中可以收集不同檢測點(diǎn)的的行人通過數(shù)量,時(shí)刻從整體上把握客流的疏散情況。因此選擇Anylogic軟件作為本文仿真建模的平臺(tái)。 AnyLogic由基礎(chǔ)仿真平臺(tái)和企業(yè)庫等組成,行人仿真主要依靠其行人庫實(shí)現(xiàn)。AnyLogic主要包含企業(yè)庫和行人庫兩個(gè)模塊,由于本文以應(yīng)用行人庫模塊為主,下面主要介紹行人庫模塊:行人庫中行人模型包括兩個(gè)主要部分即環(huán)境和行為。環(huán)境包括不同區(qū)域、墻壁、服務(wù)、隊(duì)列等。創(chuàng)建一個(gè)環(huán)境對象時(shí),需要定義其圖形,加入對應(yīng)的庫對象,并設(shè)置此對象的動(dòng)畫屬性。行人的行為可以使用流程圖方式定義。首先從庫的模板中拖動(dòng)對象,并為對象設(shè)置屬性,然后將多個(gè)對象連接在一起。本文主要運(yùn)用行人庫來創(chuàng)建行人環(huán)境,利用行人庫模塊規(guī)定行走規(guī)則流程,設(shè)計(jì)仿真變量,運(yùn)行仿真并輸出結(jié)果對其進(jìn)行分析評價(jià),提出優(yōu)化方案。 Anylogic軟件具有的優(yōu)點(diǎn)是其動(dòng)態(tài)仿真模型具有獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu),可以通過模型的層次結(jié)構(gòu)以模塊化的方式快速地構(gòu)建復(fù)雜的行人動(dòng)態(tài)仿真過程,可以解決復(fù)雜的仿真建模,與其他專用的行人仿真軟件相比,其具有開放式的結(jié)構(gòu),支持基于主體建模方法,和二次開發(fā),可以用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了更大的靈活性。其中,使用Java時(shí)其具有語言形象、靈活、可擴(kuò)展、重用性好的特點(diǎn)。有多種建模方法可以更精確建模和捕獲更多現(xiàn)象并且也能針對獨(dú)特問題進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,其模塊環(huán)境提供優(yōu)秀的分析和優(yōu)化工具。其建模語言是UMLRT的擴(kuò)展,可以對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和行為任意向下封裝其他對象。其不足之處,其是基于社會(huì)力模型建立的,因此其計(jì)算過程要復(fù)雜的多,會(huì)隨著疏散人群的數(shù)量增多運(yùn)行速度變慢。 Anylogic軟件是第一個(gè)將UML語言引入模型仿真領(lǐng)域的工具,也是唯一支持混合建模的,能有效描述離散和連續(xù)行為的語言的商業(yè)化軟件。主要有以下3種建模方法: 離散建模,Anylogic的離散建模結(jié)構(gòu)包括兩方面,一方面是對象間通訊層的信息傳遞機(jī)制狀態(tài)圖,另一方面是位于對象內(nèi)部行為層上的各種基本數(shù)據(jù)單元。 連續(xù)建模,與Anylogic離散建模中利用邏輯關(guān)系用狀態(tài)圖事件時(shí)鐘和信息來描述不同,連續(xù)建模過程是用微分方程來表示變量的不斷變化。 混合建模,Anylogic混合建模的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在混合狀態(tài)圖上,在混合狀態(tài)圖中可以將方程與狀態(tài)圖結(jié)合起來,這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)移可以引發(fā)連續(xù)行為來改變用戶,也可以在連續(xù)變化的變量上定義條件來觸發(fā)狀態(tài)的變化,這樣就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的驅(qū)動(dòng)離散的邏輯關(guān)系。因此本文主要利用的是Anylogic仿真平臺(tái)的面向?qū)ο蟮碾x散建模方法。圖23 AnyLogic平臺(tái)操作界面這里主要簡述一般利用行人仿真軟件建模的步驟。第一步模型設(shè)計(jì),包括環(huán)境的建立,創(chuàng)建行為流程圖,行人個(gè)體對象和人群對象的確定。環(huán)境建立導(dǎo)入建筑平面圖、墻、障礙物、服務(wù)設(shè)施的建立等,主要在圖形編輯框中進(jìn)行操作。 第二步參數(shù)的設(shè)定,包括對人流密度,行人速度,行人類別以及在疏散時(shí)行人的恐慌和從眾心里等參數(shù)的設(shè)定,主要在屬性窗口中進(jìn)行設(shè)定。 第三步對建立好的模型進(jìn)行仿真設(shè)置和運(yùn)行,主要在工程窗口中進(jìn)行操作。運(yùn)行仿真后,觀察變化。 第四步仿真結(jié)束后,輸出的仿真結(jié)果并對其進(jìn)行評價(jià),提出解決方案。 本論文采用AnyLogic的行人庫建立客流應(yīng)急疏散模型,對交通樞紐內(nèi)部行人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真。下面介紹建模過程,圖24是利用行人庫建模的過程圖。圖24建模過程下面通過創(chuàng)建復(fù)興門樞紐入口仿真模型來說明建模過程。 第一步創(chuàng)建仿真模型文件,如圖25。圖24創(chuàng)建新模型點(diǎn)擊下一步,這樣一個(gè)模型名為“復(fù)興門樞紐入口仿真模型”保存路徑在C:\Users\Desktop\畢設(shè)\模型 的新的模型就建立了。 第二步創(chuàng)建仿真物理環(huán)境模型。首先導(dǎo)入仿真環(huán)