【正文】 吸引點的位置矢量差。這導致其他行人 ? 對該行人產生斥力效應，這種效應可用一個隨距離遞減的指數函數來表述 ，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： 北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 13 ( ) ( t ) ( t )soc phf r f f? ? ? ? ? ? ? ??? (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。 行人運動方向受他人的影響，特別是行人之 間保持的距離取決于行人密度和期望速度 0?v 對于每一行人的個人空間，“地域效力” (territorial effect)發(fā)揮了至關重要的作用。如果沒有干擾，行人將以速度 0?v 向期望的方向 )(te??行進。這三組方程構成行人所受社會力的系統(tǒng)動力學方程。在 Helbing 研究的社會力模型中 ,行人會受到目標吸引產生的自驅動力 ,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。 元胞自動機模型能夠模擬復雜 的行人流現(xiàn)象 ,如自組織和混沌現(xiàn)象 ,但也存在行為規(guī)則過于簡單、人員速度單一、移動方向受限制、不能十分精確反應人員運動狀況等缺點?；舅惴ㄊ切腥艘罁怕誓Ｐ陀嬎阆乱粫r間步所有單元格 (i, j)的進入概北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 12 率 Pij,若 (i, j)為建筑物或其他人占據則 Pij=0,否則 ,Pij0。每個單元格在每時間步最多只允許一個行人占有 ,行人運動方向可為前、后、左、右 4個方向 ,也有的模型設定了前、后、左、右、左前、右前、左后、右后 8個方向。模型中行人實體需要測量當前狀態(tài)，并做出實際的決定。每次運行都需要“校準”，模型中的行人實體同步更新，在相互作用會出現(xiàn)“意外”的人為堵塞。概率模型無法重現(xiàn)個體相互作用的現(xiàn)象。 北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 11 表 23 模型方法分類 模型方法 個體描述（從簡單到復雜） 應用 概率函數 概率模型，無法實現(xiàn)真實的個體相互作用 基于規(guī)則 每次都需要“校準”，在相互交叉作用時會出現(xiàn)“意外”堵塞 智能體 智能體需要測量當前狀態(tài)；分析預測所有可選狀態(tài)，并做實際操作 (1)概率函數方法：用一個方程或一組方程來描述整個人群的特征，每個人的行為都由方程式決定。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?，F(xiàn)有的仿真模型中，通常采用以下三種仿真模型空間： 表 22 模型空間分類 模型空間 空間描述 仿真示例 分塊空間 靜態(tài)結果，無法模擬個體間的相互作用 網格空間 所有實體“步調一致”，密度描述以達到上限（通常 6 人/ 2m ） 連續(xù)矢量空間 無人為的約束限制 三 種模型空間從粗糙型向逐步細膩型轉變，分塊的模型空間無法模擬出行人個體間的相互作用。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。 在微觀模型中，行人經常被模擬為他們之間相互作用的簡單“粒子”。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合人的行為規(guī)則應用于行人交通流的建模仿真中。 表 21 模型層次分類 類別 描述現(xiàn)象 結果描述 宏觀模型 應用流體力學關系描述行人擁擠現(xiàn)象 輸出只是輸入的重復，自組織現(xiàn)象不明顯 微觀模型 行人個體之間相互作用描述行人擁擠現(xiàn)象 行人個體之間相互作用現(xiàn)象明顯，可以分析到許多自組織現(xiàn)象 在宏觀模型中，行人的個體行為不能被單獨描述。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 。在對人群現(xiàn)象觀察并進行理論解釋的基礎上，研究者采用不同的方法對行人及人群的運動狀態(tài)進行描述，并建立了大量的人群運動的數學模型。 技術路線 北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 9 第 2 章 行人仿真相 關理論基礎 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。在國外，仿真工具已經廣泛用于各類與人相關的設施的評價中，國內關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據調查難度大，沒有公認的可使用的數據，目前模型標定所使用數據基本來自國外，不能真實反應國內交通樞紐行人交通流真實狀況。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。因此，應在深入學習國外研究的基礎上，對行 人交北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 8 通流特進行系統(tǒng)研究， 應用 交通仿真技術方法提出最符合的我國 交通樞紐的 標識系統(tǒng)布置方案 。 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 ,國內對于尋路行為的研究仍較少 ,較深入的是同濟大學建筑城規(guī)學院徐慕青教授主持關于“復雜環(huán)境中的空間認知模式 —— 基于空間組織的防災設計策略研究”的課題研究 ,主要針對“空間設計要素與使用者行為策略之間的互動關系”和“基于空間組織的防災疏散設計策略研究”兩方面 ,以交通樞紐、地下公共空間以及建筑綜合體為考察對象展開研究 ,根據尋路實驗 ,利用 CCD 同步攝影、跟蹤錄音、尋路路徑記錄、問卷填答等調研手段 ,研究導向標識對旅行尋路行為的影響 ,從而對城市交通樞紐型商業(yè)空間中的標識系統(tǒng)做出導向性評估 ,確定 現(xiàn)有城市交通樞紐型商業(yè)空間 ,標識系統(tǒng)設計的不足與改進方式。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。我國自 1983年以來陸續(xù)制定了《標志用公共信息圖形符號》國家標準 ,《圖形標識使用原則與要求》、《公共信息導向系統(tǒng)設置原則和要求》 ,《公共信息導向系統(tǒng)要素的設計原則與要求》等一系列標準和規(guī)范。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。磁場力模型 (Magic Force Model)把人員描述為磁場中的物體，運用磁場力來描述行人相互之間的作用力。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。元胞自動機是一種以時間為基礎的方法，系統(tǒng)的狀態(tài)用一種常規(guī)的格子組成單元。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學表達 式中的一項。宏觀模型中忽略了個體之間的差異，這與實際情況是不相符合的。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。 國外研究情況 國外在行人及其疏散動力學方面的系統(tǒng)研究已有近五十年的歷史，并且取得了廣泛的研究成果，特別是近十幾年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，行人仿真技術已經成為行人及疏散動力學研究的重要手 段，并成為學術領域中的研究熱點。行人仿真技術能夠對行人行走狀況進行模擬，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生個 體沒有的現(xiàn)象，并給出相應的評價指標。 研究歷史和現(xiàn)狀 行人交通仿真技術是借助計算機技術、網絡技術和數學理論等手段，采用虛擬現(xiàn)實方法，對行人交通系統(tǒng)進行實際模仿的一項應用技術，它需要借助計算機仿真技術對現(xiàn)實行人流系統(tǒng)進行系統(tǒng)建模與求解算法分析，通過仿真模型得到各種動態(tài)活動及其過程的運動記錄，進而研究行人交通流系統(tǒng)的特征，并輸出效果。在國外，仿真工具已經廣泛用于各類與人相關的設施的評價中，國內關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據調查難度大，沒有公認的可使用的數據，目前模型標定所使用數據基本來自國外，不能真實反應國內交通樞紐行人交通流真實狀況。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。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，重點強調了設施結構強度、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的主體地位，加上缺乏國外可借鑒的歷史經驗 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)調性以及行人的舒適性方面不盡如人意，公眾反應強烈。但是在微觀層面上，交通樞紐內的交通組織，尤其是行人交通組織研究以往未得到足夠重視，直到近年來才在國外得到快速發(fā)展。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部的交通組織，包括車輛的組織和行人組織，以及相關設施的設 計。 行人步速的概念 ......................................................................................................... 23 期望速度 ......................................................................................................... 23 實際速度 ......................................................................................................... 23 限制速度 ......................................................................................................... 23 行人期望速度的影響因素 ........................................................................................... 23 年齡 ................................................................................................................ 23 性別 ................................................................................................................ 24 出行目的 ......................................................................................................... 24 攜帶行李 ......................................................................................................... 24 地區(qū)差異 ......................................................................................................... 24 場地條件 ......................................................................................................... 25 其他因素 ......................................................................................................... 25 行人實際速度的影響因素 ........................................................................................... 25 期望速度 ......................................................................................................... 25 北京建筑大學本科生畢業(yè)設計 （論文 ） 4 周圍行人流量、密度 ....................................................................................... 25 流線組織 ................................................................................