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基本信息
- 項目名稱：
- 地鐵站人流組織措施調(diào)研及“水壓式”評估方法初探
- 小類：
- 社會
- 簡介：
- 世博會期間上海地鐵站的人流組織經(jīng)歷了巨大考驗，形成一系列有益經(jīng)驗，同時也暴露出不少問題。調(diào)研結(jié)果顯示目前世界范圍內(nèi)的人流組織評估方法--建成前的計算機(jī)人流模擬和建成后基于真人試驗的現(xiàn)場試錯和優(yōu)化,都在世博會期間暴露出了一定的問題。因此我們嘗試提出一種新的“水壓式”人流組織評估模型，即采用水流與人流的類比關(guān)系，通過物理實驗來評估地鐵站人流組織方案的優(yōu)劣，達(dá)到指導(dǎo)設(shè)計優(yōu)化、提高設(shè)計安全性的目標(biāo)。
- 詳細(xì)介紹：
- 2010年下半年，由于世博會的舉行帶來的大量的觀博人流給上海的城市軌道交通系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。5月1日起，在早晚客流出入園區(qū)高峰時段，軌道交通耀華路站、后灘站和長清路站客流量劇增，均出現(xiàn)了連續(xù)擁堵現(xiàn)象。個別站點客流由早晚高峰變?yōu)槿旄叻?，人流組織問題頻頻出現(xiàn)。產(chǎn)生這些問題的原因一方面是由于地鐵站規(guī)模較大，空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，極易形成“瓶頸效應(yīng)”；另一方面則是由于地鐵站實際接待客流量值可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計值，兩者有很大偏差。 為解決高峰人流組織的問題，國內(nèi)外的地鐵運營方做出了許多嘗試和努力?，F(xiàn)行的人流組織評估方法有兩種：一種是在地鐵站建設(shè)前的設(shè)計期間，采用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行人流模擬；另一種是在地鐵站建成之后，基于真人試驗進(jìn)行現(xiàn)場試錯，繼而對方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。其中計算機(jī)模擬人流的方法主要有社會力模擬和仿流體模擬兩種模型。社會力模擬牽涉到許多人與人之間作用力的問題，主觀成份過多；而仿流體模型相對更加逼近真實環(huán)境下的人流，但是其先用計算機(jī)模擬流體、再以流體模擬人流的過程經(jīng)歷了兩個階段，降低了模型的準(zhǔn)確性。兩者普遍存在的問題是可信度不高，且用計算機(jī)技術(shù)模擬代價昂貴?；谡嫒嗽囼炦M(jìn)行現(xiàn)場試錯的方式是世博期間采用的人流組織優(yōu)化評估方法，將地鐵站廳內(nèi)的空間分隔方式用來對高峰時期的人流進(jìn)行再組織。這種方法的確解決了世博期間人流擁堵失序的問題。但其存在的不足則是風(fēng)險過大，試驗周期過長。其事后優(yōu)化的過程無法在設(shè)計前期采用，不具有指導(dǎo)意義。 為求另辟蹊徑，我們經(jīng)歷了漫長的前期調(diào)研，采用了下述方法： 1、 資料搜集分析（地鐵車站相關(guān)平面圖繪制及出入口定位） 2、 實地采樣（現(xiàn)場統(tǒng)計某地鐵站某時段下人流量與相關(guān)數(shù)據(jù)） 3、 現(xiàn)場訪談（對象為地鐵車站車控室工作人員及站長） 4、 攝像采集（通過車控室監(jiān)控錄像采集地鐵站實時人流數(shù)據(jù)） 5、 數(shù)據(jù)庫采集（通過地鐵站控制中心抽調(diào)相關(guān)時段閘機(jī)數(shù)據(jù)） 通過前期艱苦的調(diào)研和后期不斷的探索，我們綜合了仿流體的模擬概念與反復(fù)試錯過程中積累的豐富真實人流數(shù)據(jù)，提出了一種新的人流組織評估優(yōu)化方法——“水壓式”評估法。 我們采用類比的方法，將人流類比于流體，利用流體壓力的分布預(yù)示人流的壓力分布特征和地鐵站中的瓶頸空間。我們采用對地鐵站實物模型進(jìn)行注水觀察的方法，對空間的不同人流組織方案進(jìn)行評估，找出個體間作用力極值（高水壓）的區(qū)域，從物理模型的角度幫助設(shè)計者進(jìn)行方案改進(jìn)。該模型的工作原理類似于打點滴，通過可調(diào)節(jié)的流速改變模擬高峰時段各個出入口的人流速度，從而測試不同出入口的壓力值。壓力值可通過液體在裝置中的液面高度數(shù)值來體現(xiàn)。這種方式將具有以下的特征：準(zhǔn)確性高、低成本、可進(jìn)行事前預(yù)測、快速便捷、能降低風(fēng)險。其既可以在地鐵站的設(shè)計階段提前進(jìn)行評估，同時精準(zhǔn)度又與真實場景具有一定程度的匹配度。比計算機(jī)模擬的方法更加快捷、方便，同時又具有一定程度的借鑒意義?？梢怨┙窈蟮牡罔F站設(shè)計方直接應(yīng)用施行，從而根據(jù)檢驗效果隨時調(diào)整設(shè)計方案，最終達(dá)到實現(xiàn)高峰時期下人流有序組織的目的。 最終，我們通過此番調(diào)研與評估方法的創(chuàng)新將上海世博期間獲得的人流組織寶貴經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為可供后人使用的理論成果。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 隨著地鐵網(wǎng)的建設(shè)，地鐵站規(guī)模日趨變大，空間結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜。其高峰人流成為公共安全巨大隱患。因此，地鐵站人流組織設(shè)計成為業(yè)界一個重要研究領(lǐng)域。作品首先從地鐵站人流組織問題的處置科學(xué)基礎(chǔ)入手，了解國內(nèi)外的人流組織研究；然后，以上海世博會期間的地鐵站人流組織措施為調(diào)研對象，詳細(xì)了解人流組織具體經(jīng)驗與教訓(xùn)；最后，通過分析，提出新型“水壓式”人流組織評估方法,并通過世博期間的真人數(shù)據(jù)對其有效性進(jìn)行驗證.
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 1、科學(xué)性：根據(jù)國外研究提出的群集體流動的速度與人流密度的關(guān)系類似于流體的粘性系數(shù)與速度之間的關(guān)系作為理論基礎(chǔ).我們提出用流體實驗裝置作為新型人流組織措施評估平臺. 2、 先進(jìn)性：該裝置具有準(zhǔn)確性高、成本低、可進(jìn)行事前預(yù)測、快捷、低風(fēng)險的優(yōu)勢。 3、 獨創(chuàng)性：國內(nèi)外計算機(jī)人流模擬平臺已經(jīng)有流體力學(xué)模型，但針對流體力學(xué)模型的物理模擬裝置的研究幾乎為零,該項目將彌補(bǔ)之一空白。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 鑒于“水壓式”評估方法相比目前的計算機(jī)模擬與“真人試錯”方法，具有準(zhǔn)確性高、低成本、可進(jìn)行事前預(yù)測、快速便捷、能降低風(fēng)險的優(yōu)勢。 “水壓式”人流評估方法可以成為廣大建筑師的設(shè)計優(yōu)化工具，城市建設(shè)決策者的評估工具，廣大相關(guān)技術(shù)人員的人流模擬教學(xué)示范工具。
作品摘要
- 世博會期間上海軌道交通地鐵站的人流組織經(jīng)歷了巨大的考驗，本調(diào)研報告旨對其取得的大量經(jīng)驗與教訓(xùn)進(jìn)行梳理，將實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為理論成果，服務(wù)于其它人流組織設(shè)計的評估工作，為我國“十二五”期間將要大量建設(shè)的地鐵站點提供理論與技術(shù)上的支持。調(diào)研表明目前世界范圍內(nèi)有兩類人流組織評估方法：一是在建成前進(jìn)行計算機(jī)人流模擬，二是在建成后基于真人試驗進(jìn)行現(xiàn)場試錯和優(yōu)化。上海世博期間的人流組織根據(jù)實際情況選擇了后者，并提出了六項具體的人流組織措施。一方面，這些措施與評估方法經(jīng)實踐證明是有效的，另一方面，我們也不得不看到“真人試錯”法的事后評估改進(jìn)成本高、真人參與周期長風(fēng)險高等問題，造成了難以在今后的其它建設(shè)項目中推廣。所以，作為調(diào)研報告最后的創(chuàng)新部分，我們將計算機(jī)模擬的仿流體概念作為理論基礎(chǔ)，將真人試錯中積累的人流數(shù)據(jù)作為模型支撐，提出了“水壓式”評估方法，它克服了前兩者的缺點，成為了能夠準(zhǔn)確、快速、低成本、無風(fēng)險完成人流組織評估的新方法。
獲獎情況及評定結(jié)果
- 2011年成果已被納入國家自然科學(xué)基金項目"基于視覺線索的公共建 筑空間設(shè)計疏散誘導(dǎo)性能研究"(51008212) 2010年獲得加拿大AAI建筑師事務(wù)所創(chuàng)新獎學(xué)金一等獎 2011年參加同濟(jì)大學(xué)五月科技節(jié) 2011年項目獲得“上海申通軌道研究咨詢有限公司”的鑒定和推薦 2011年項目在重慶實踐中,獲得“重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會” 認(rèn)證 專利申請中
參考文獻(xiàn)
- 1.Dirk Helbing & Peter Molnar，Social Force Model for Pedestrian Dynamics,1998. 2.Fruin.J，Pedestrian Planning and Design [M]. Metropolitan Association of Urban Designer and Environment Planners,1971. 3.Wen-Hu Qin & Guo-Hui Su & Xiao-Na li，Technology for Simulating Crowd Evacuation Behaviors，International Journal of Automation and Computing，2009. 4.Serge P. Hoogendoorn，Pedestrian Travel Behavior Modeling，Networks and Spatial Economics，5:(2005)193-216. 5.Serge P. Hoogendoorn，Pedestrian Behavior at Bottlenecks，Transportation Science，2005.39（2） 6.Serge P. Hoogendoorn，Pedestrian route-choice and activity scheduling theory and models，Transportation Research Part B 38，2004. 劉茂&王振，行人和疏散動力學(xué)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，安全與環(huán)境學(xué)報，2006,6（Z1） 7.胡明偉&史其信，行人交通仿真模型與相關(guān)軟件的對比分析，交通信息與安全，2009,27（4） 53.陳然，城市行人交通流的實測、建模和模擬初探，2005.
調(diào)查方式
- 走訪,問卷,現(xiàn)場采訪,人員介紹,個別交談,親臨實踐 ,會議,圖片、照片收集,書報刊物閱讀,統(tǒng)計報表,影視資料,文件學(xué)習(xí)
同類課題研究水平概述
- 為解決高峰人流組織的問題，國內(nèi)外的地鐵運營方做出了許多嘗試和努力?，F(xiàn)行的人流組織評估方法有兩種：一種是在地鐵站建設(shè)前的設(shè)計期間，采用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行人流模擬；另一種是在地鐵站建成之后，基于真人試驗進(jìn)行現(xiàn)場試錯，繼而對方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。其中計算機(jī)模擬人流的方法主要有社會力模擬和仿流體力學(xué)模擬兩種模型。社會力模擬牽涉到許多人與人之間作用力的問題，主觀成份過多；而仿流體力學(xué)模型相對更加逼近真實環(huán)境下的人流，但是其先用計算機(jī)模擬流體、再以流體模擬人流的過程經(jīng)歷了兩個階段，降低了模型的準(zhǔn)確性。兩者普遍存在的問題是可信度不高，且用計算機(jī)技術(shù)模擬代價昂貴?；谡嫒嗽囼炦M(jìn)行現(xiàn)場試錯的方式是世博期間采用的人流組織優(yōu)化評估方法，將地鐵站廳內(nèi)的空間分隔方式用來對高峰時期的人流進(jìn)行再組織。這種方法的確解決了世博期間人流擁堵失序的問題。但其存在的不足則是風(fēng)險過大，試驗周期過長。其事后優(yōu)化的過程無法在設(shè)計前期采用，不具有指導(dǎo)意義。 雖然國外的計算機(jī)人流模擬平臺已經(jīng)有流體力學(xué)模型，但是國內(nèi)外對于采用物理流體力學(xué)模型模擬人流平臺的研究幾乎為零。我們期望此套模擬裝置可以填補(bǔ)這一空白。
