轨道交通车站客流承载能力的评估与仿真研究
发布时间：2021-08-04 12:21
摘要：轨道交通车站的设计规划和运营管理是交通工程、建筑规划以及公共安全管理等相关应用领域的重要研究课题。目前在轨道交通车站遭遇大客流冲击时,由于设计者和运营管理者未能有效地根据客流特性来评估轨道交通车站的客流承载能力,存在由车站设计不合理、运营管理措施不到位而引起的客流滞留、客流拥堵、客流混乱乃至踩踏等问题。围绕这些问题,本文以乘客运动特性为出发点,轨道交通车站内的行人设施服务水平为判断依据,提出基于系统动力学建模和客流模拟相结合的轨道交通车站客流承载能力动静态评估方法,预期成果可丰富城市轨道交通车站服务设施的评价和优化管理的研究思路,为轨道交通车站设计者和运营管理者提供理论数据支持。首先,本文选取典型的轨道交通车站,进行大量实地观测和录像,并开发了半自动行人交通数据视频分析系统,系统分析了轨道交通车站的乘客交通特性,包括乘客基本属性、客流到达特性和乘客交通流特性。针对不同类型的轨道交通车站,提出了乘客到达时间集中型的乘客进出站模型、换乘模型和乘客到达时间均匀型的乘客进出站模型,并运用G-S指数和Gini集中度指标评估车站内客流的集中程度。建立了乘客交通流“速度-密度-流量”关系模型,...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究内容
1.4 技术路线
2 文献研究综述
2.1 轨道交通车站客流承载能力
2.2 行人运动特性对于车站客流承载能力的影响
2.2.1 行人运动观测变量
2.2.2 行人交通流基本图
2.2.3 行人运动宏观特性对承载能力的影响
2.2.4 影响交通设施承载能力的行人运动微观特性
2.3 行人设施服务水平
2.3.1 行人设施服务水平概念
2.3.2 行人设施服务水平标准
2.3.3 行人设施服务水平研究结果
2.4 行人运动仿真模型
2.5 对国内外研究现状的评述
2.6 本章小结
3 轨道交通乘客流交通特性研究
3.1 轨道交通车站乘客流特征分析
3.2 轨道交通车站乘客流交通特性的观测
3.2.1 观测目的
3.2.2 观测地点和范围
3.2.3 观测内容及分析方法
3.3 轨道交通车站乘客基本属性观测结果与分析
3.3.1 地铁车站乘客基本属性观测地点和时间
3.3.2 乘客的年龄结构
3.3.3 乘客的性别构成
3.3.4 乘客的结伴构成
3.3.5 乘客携带行李构成
3.4 乘客到达时间集中的轨道交通车站客流分布特性
3.4.1 乘客进出站集散特性
3.4.2 换乘客流集散特性
3.4.3 乘客集散过程评价
3.5 乘客到达时间均衡的轨道交通车站客流分布特性
3.6 轨道交通车站内乘客的交通流特性
3.6.1 乘客流交通特性分析方法
3.6.2 通道内的乘客流"速度-密度-流量"关系分析
3.6.3 下行楼梯乘客流"速度-密度-流量"关系
3.6.4 上行楼梯乘客流"速度-密度-流量"关系
3.7 本章小结
4 轨道交通车站设施通行服务水平研究
4.1 基本概念
4.2 乘客交通设施通行服务水平划分方法
4.2.1 边界指标的确定
4.2.2 指标区间部分等距的分级方法
4.3 基于拥挤感受的修正分级方法
4.3.1 调查位置选取
4.3.2 调查方法
4.3.3 问卷的信效度检验
4.4 乘客交通设施通行服务水平等级划分
4.4.1 调查结果分析
4.4.2 通道内乘客通行服务水平等级划分
4.4.3 楼梯内乘客通行服务水平等级划分
4.4.4 站台候车区乘客服务水平等级划分
4.5 调查结果对比及分析
4.5.1 不同行人设施的通行服务水平分级标准对比
4.5.2 与其他学者的研究结果对比
4.6 本章小结
5 轨道交通车站客流承载能力计算
5.1 轨道交通车站客流承载能力概念
5.2 轨道交通车站客流承载能力影响因素
5.2.1 乘客乘坐地铁的流程
5.2.2 轨道交通车站候车环境影响因素
5.3 基于设计规范的轨道交通车站客流承载能力计算
5.4 基于系统动力学的轨道交通车站客流承载能力计算
5.4.1 系统动力学概述
5.4.2 轨道交通车站系统结构分析
5.4.3 因果关系分析
5.4.4 因果循环图逻辑构架
5.4.5 基于系统动力学的车站客流承载能力计算模型
5.4.6 模型的检验
5.5 本章小结
6 轨道交通车站客流承载能力动态仿真分析
6.1 基于认知的乘客运动仿真建模思想
6.2 轨道交通环境知识建模
6.2.1 拓扑结构图
6.2.2 感知图
6.2.3 路径图
6.2.4 实体图
6.3 基于认知的乘客运动智能模型描述
6.3.1 乘客内部属性表达
6.3.2 乘客视觉感知模型
6.3.3 乘客行为控制模型
6.3.4 乘客运动路径规划
6.3.5 乘客移动模型
6.3.6 乘客仿真模型关键参数的确定
6.4 乘客仿真模型算法的实现流程
6.5 乘客仿真模型的验证
6.5.1 测试方案
6.5.2 结果分析
6.6 与其它模型的比较
6.7 轨道交通车站客流承载能力动态仿真分析实验系统
6.7.1 仿真分析实验系统开发功能需求分析
6.7.2 仿真系统的开发环境
6.7.3 仿真系统的逻辑结构
6.7.4 仿真系统的时序图和调用流程
6.7.5 仿真分析系统的界面及应用步骤
6.8 本章小结
7 实例分析
7.1 地铁北京站承载能力计算与分析
7.1.1 北京站基本情况
7.1.2 基于设计规范的地铁北京站承载能力计算
7.1.3 基于系统动力学的地铁北京站承载能力计算
7.1.4 地铁北京站承载能力动态仿真分析
7.2 地铁复兴门换乘站承载能力计算与分析
7.2.1 复兴门基本情况
7.2.2 基于设计规范的地铁复兴门换乘站承载能力计算
7.2.3 基于系统动力学的复兴门换乘站承载能力计算
7.2.4 复兴门换乘站承载能力动态仿真分析
7.3 本章小结
8 结论及展望
8.1 论文研究成果
8.2 论文主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]The simulation and analysis of pedestrian crowd and behavior[J]. HU QingMei1,FANG WeiNing1,JIA YuQuan1 & DENG Ye2 1 State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China;2 School of Mechanical,Electronic and Control Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(06)
[2]北京地铁1号线车站设施与客流关系分析[J]. 陈峰,吴奇兵,张慧慧,李三兵,赵亮. 交通运输系统工程与信息. 2009(02)
[3]一种基于社会力的行人运动模型研究[J]. 胡清梅,方卫宁,邓野. 系统仿真学报. 2009(04)
[4]公共建筑环境下行人行为特性及拥挤机理研究综述[J]. 胡清梅,方卫宁,李广燕,贾玉泉. 中国安全科学学报. 2008(08)
[5]人员紧急疏散系统动力学仿真模型研究[J]. 王付明,刘贵坤,宋大鹏. 信息工程大学学报. 2008(02)
[6]地铁车站客流组织工作探讨[J]. 唐寿成. 铁道运输与经济. 2007(09)
[7]城市轨道交通车站内客流组织[J]. 何瑶. 交通科技与经济. 2007(05)
[8]轨道交通车站客流仿真软件综述[J]. 朱霞. 地下工程与隧道. 2006(04)
[9]地铁车站突发客流疏运能力的理论计算与分析[J]. 刘智成,史聪灵,钟茂华,孙元广. 中国安全科学学报. 2006(09)
[10]一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模型[J]. 宋卫国,于彦飞,范维澄,张和平. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(07)
博士论文
[1]城市轨道交通乘客交通特性分析及建模[D]. 曹守华.北京交通大学 2009
[2]城市轨道交通枢纽乘客集散模型及微观仿真理论[D]. 李得伟.北京交通大学 2007
[3]紧急条件下人员疏散特殊行为的元胞自动机模拟[D]. 赵道亮.中国科学技术大学 2007
[4]基于Agent的煤矿智能虚拟环境研究[D]. 蔡林沁.中国科学技术大学 2007
[5]大型活动行人交通特性研究[D]. 史建港.北京工业大学 2007
硕士论文
[1]城市轨道交通枢纽乘客交通流状态分析与评价[D]. 马莉.北京交通大学 2009
[2]公共场所应急疏散系统及模拟仿真[D]. 杨立兵.中南大学 2009
[3]城市轨道交通枢纽乘客交通设施服务水平研究[D]. 张驰清.北京交通大学 2008
[4]大型公共建筑环境中人群拥挤机理及群集行为特性的研究[D]. 胡清梅.北京交通大学 2006
[5]人群疏散的仿真研究[D]. 徐高.西南交通大学 2003
本文编号：3321689
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究内容
1.4 技术路线
2 文献研究综述
2.1 轨道交通车站客流承载能力
2.2 行人运动特性对于车站客流承载能力的影响
2.2.1 行人运动观测变量
2.2.2 行人交通流基本图
2.2.3 行人运动宏观特性对承载能力的影响
2.2.4 影响交通设施承载能力的行人运动微观特性
2.3 行人设施服务水平
2.3.1 行人设施服务水平概念
2.3.2 行人设施服务水平标准
2.3.3 行人设施服务水平研究结果
2.4 行人运动仿真模型
2.5 对国内外研究现状的评述
2.6 本章小结
3 轨道交通乘客流交通特性研究
3.1 轨道交通车站乘客流特征分析
3.2 轨道交通车站乘客流交通特性的观测
3.2.1 观测目的
3.2.2 观测地点和范围
3.2.3 观测内容及分析方法
3.3 轨道交通车站乘客基本属性观测结果与分析
3.3.1 地铁车站乘客基本属性观测地点和时间
3.3.2 乘客的年龄结构
3.3.3 乘客的性别构成
3.3.4 乘客的结伴构成
3.3.5 乘客携带行李构成
3.4 乘客到达时间集中的轨道交通车站客流分布特性
3.4.1 乘客进出站集散特性
3.4.2 换乘客流集散特性
3.4.3 乘客集散过程评价
3.5 乘客到达时间均衡的轨道交通车站客流分布特性
3.6 轨道交通车站内乘客的交通流特性
3.6.1 乘客流交通特性分析方法
3.6.2 通道内的乘客流"速度-密度-流量"关系分析
3.6.3 下行楼梯乘客流"速度-密度-流量"关系
3.6.4 上行楼梯乘客流"速度-密度-流量"关系
3.7 本章小结
4 轨道交通车站设施通行服务水平研究
4.1 基本概念
4.2 乘客交通设施通行服务水平划分方法
4.2.1 边界指标的确定
4.2.2 指标区间部分等距的分级方法
4.3 基于拥挤感受的修正分级方法
4.3.1 调查位置选取
4.3.2 调查方法
4.3.3 问卷的信效度检验
4.4 乘客交通设施通行服务水平等级划分
4.4.1 调查结果分析
4.4.2 通道内乘客通行服务水平等级划分
4.4.3 楼梯内乘客通行服务水平等级划分
4.4.4 站台候车区乘客服务水平等级划分
4.5 调查结果对比及分析
4.5.1 不同行人设施的通行服务水平分级标准对比
4.5.2 与其他学者的研究结果对比
4.6 本章小结
5 轨道交通车站客流承载能力计算
5.1 轨道交通车站客流承载能力概念
5.2 轨道交通车站客流承载能力影响因素
5.2.1 乘客乘坐地铁的流程
5.2.2 轨道交通车站候车环境影响因素
5.3 基于设计规范的轨道交通车站客流承载能力计算
5.4 基于系统动力学的轨道交通车站客流承载能力计算
5.4.1 系统动力学概述
5.4.2 轨道交通车站系统结构分析
5.4.3 因果关系分析
5.4.4 因果循环图逻辑构架
5.4.5 基于系统动力学的车站客流承载能力计算模型
5.4.6 模型的检验
5.5 本章小结
6 轨道交通车站客流承载能力动态仿真分析
6.1 基于认知的乘客运动仿真建模思想
6.2 轨道交通环境知识建模
6.2.1 拓扑结构图
6.2.2 感知图
6.2.3 路径图
6.2.4 实体图
6.3 基于认知的乘客运动智能模型描述
6.3.1 乘客内部属性表达
6.3.2 乘客视觉感知模型
6.3.3 乘客行为控制模型
6.3.4 乘客运动路径规划
6.3.5 乘客移动模型
6.3.6 乘客仿真模型关键参数的确定
6.4 乘客仿真模型算法的实现流程
6.5 乘客仿真模型的验证
6.5.1 测试方案
6.5.2 结果分析
6.6 与其它模型的比较
6.7 轨道交通车站客流承载能力动态仿真分析实验系统
6.7.1 仿真分析实验系统开发功能需求分析
6.7.2 仿真系统的开发环境
6.7.3 仿真系统的逻辑结构
6.7.4 仿真系统的时序图和调用流程
6.7.5 仿真分析系统的界面及应用步骤
6.8 本章小结
7 实例分析
7.1 地铁北京站承载能力计算与分析
7.1.1 北京站基本情况
7.1.2 基于设计规范的地铁北京站承载能力计算
7.1.3 基于系统动力学的地铁北京站承载能力计算
7.1.4 地铁北京站承载能力动态仿真分析
7.2 地铁复兴门换乘站承载能力计算与分析
7.2.1 复兴门基本情况
7.2.2 基于设计规范的地铁复兴门换乘站承载能力计算
7.2.3 基于系统动力学的复兴门换乘站承载能力计算
7.2.4 复兴门换乘站承载能力动态仿真分析
7.3 本章小结
8 结论及展望
8.1 论文研究成果
8.2 论文主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]The simulation and analysis of pedestrian crowd and behavior[J]. HU QingMei1,FANG WeiNing1,JIA YuQuan1 & DENG Ye2 1 State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China;2 School of Mechanical,Electronic and Control Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(06)
[2]北京地铁1号线车站设施与客流关系分析[J]. 陈峰,吴奇兵,张慧慧,李三兵,赵亮. 交通运输系统工程与信息. 2009(02)
[3]一种基于社会力的行人运动模型研究[J]. 胡清梅,方卫宁,邓野. 系统仿真学报. 2009(04)
[4]公共建筑环境下行人行为特性及拥挤机理研究综述[J]. 胡清梅,方卫宁,李广燕,贾玉泉. 中国安全科学学报. 2008(08)
[5]人员紧急疏散系统动力学仿真模型研究[J]. 王付明,刘贵坤,宋大鹏. 信息工程大学学报. 2008(02)
[6]地铁车站客流组织工作探讨[J]. 唐寿成. 铁道运输与经济. 2007(09)
[7]城市轨道交通车站内客流组织[J]. 何瑶. 交通科技与经济. 2007(05)
[8]轨道交通车站客流仿真软件综述[J]. 朱霞. 地下工程与隧道. 2006(04)
[9]地铁车站突发客流疏运能力的理论计算与分析[J]. 刘智成,史聪灵,钟茂华,孙元广. 中国安全科学学报. 2006(09)
[10]一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模型[J]. 宋卫国,于彦飞,范维澄,张和平. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(07)
博士论文
[1]城市轨道交通乘客交通特性分析及建模[D]. 曹守华.北京交通大学 2009
[2]城市轨道交通枢纽乘客集散模型及微观仿真理论[D]. 李得伟.北京交通大学 2007
[3]紧急条件下人员疏散特殊行为的元胞自动机模拟[D]. 赵道亮.中国科学技术大学 2007
[4]基于Agent的煤矿智能虚拟环境研究[D]. 蔡林沁.中国科学技术大学 2007
[5]大型活动行人交通特性研究[D]. 史建港.北京工业大学 2007
硕士论文
[1]城市轨道交通枢纽乘客交通流状态分析与评价[D]. 马莉.北京交通大学 2009
[2]公共场所应急疏散系统及模拟仿真[D]. 杨立兵.中南大学 2009
[3]城市轨道交通枢纽乘客交通设施服务水平研究[D]. 张驰清.北京交通大学 2008
[4]大型公共建筑环境中人群拥挤机理及群集行为特性的研究[D]. 胡清梅.北京交通大学 2006
[5]人群疏散的仿真研究[D]. 徐高.西南交通大学 2003
本文编号：3321689
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