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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 地鐵站人流組織措施調(diào)研及“水壓式”評(píng)估方法初探
- 小類：
- 社會(huì)
- 簡(jiǎn)介：
- 世博會(huì)期間上海地鐵站的人流組織經(jīng)歷了巨大考驗(yàn)，形成一系列有益經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)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(píng)估方法--建成前的計(jì)算機(jī)人流模擬和建成后基于真人試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)和優(yōu)化,都在世博會(huì)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(píng)估模型，即采用水流與人流的類比關(guān)系，通過物理實(shí)驗(yàn)來評(píng)估地鐵站人流組織方案的優(yōu)劣，達(dá)到指導(dǎo)設(shè)計(jì)優(yōu)化、提高設(shè)計(jì)安全性的目標(biāo)。
- 詳細(xì)介紹：
- 2010年下半年，由于世博會(huì)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(shí)段，軌道交通耀華路站、后灘站和長(zhǎng)清路站客流量劇增，均出現(xiàn)了連續(xù)擁堵現(xiàn)象。個(gè)別站點(diǎn)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(shí)際接待客流量值可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)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(yùn)營方做出了許多嘗試和努力?，F(xiàn)行的人流組織評(píng)估方法有兩種：一種是在地鐵站建設(shè)前的設(shè)計(jì)期間，采用計(jì)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(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)，繼而對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。其中計(jì)算機(jī)模擬人流的方法主要有社會(huì)力模擬和仿流體模擬兩種模型。社會(huì)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(duì)更加逼近真實(shí)環(huán)境下的人流，但是其先用計(jì)算機(jī)模擬流體、再以流體模擬人流的過程經(jīng)歷了兩個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)模擬代價(jià)昂貴。基于真人試驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)的方式是世博期間采用的人流組織優(yōu)化評(píng)估方法，將地鐵站廳內(nèi)的空間分隔方式用來對(duì)高峰時(shí)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(xiǎn)過大，試驗(yàn)周期過長(zhǎng)。其事后優(yōu)化的過程無法在設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(shí)地采樣（現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)某地鐵站某時(shí)段下人流量與相關(guān)數(shù)據(jù)） 3、 現(xiàn)場(chǎng)訪談（對(duì)象為地鐵車站車控室工作人員及站長(zhǎng)） 4、 攝像采集（通過車控室監(jiān)控錄像采集地鐵站實(shí)時(shí)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(shí)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(cuò)過程中積累的豐富真實(shí)人流數(shù)據(jù)，提出了一種新的人流組織評(píng)估優(yōu)化方法——“水壓式”評(píng)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(duì)地鐵站實(shí)物模型進(jìn)行注水觀察的方法，對(duì)空間的不同人流組織方案進(jìn)行評(píng)估，找出個(gè)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(jì)者進(jìn)行方案改進(jìn)。該模型的工作原理類似于打點(diǎn)滴，通過可調(diào)節(jié)的流速改變模擬高峰時(shí)段各個(gè)出入口的人流速度，從而測(cè)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(cè)、快速便捷、能降低風(fēng)險(xiǎn)。其既可以在地鐵站的設(shè)計(jì)階段提前進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)精準(zhǔn)度又與真實(shí)場(chǎng)景具有一定程度的匹配度。比計(jì)算機(jī)模擬的方法更加快捷、方便，同時(shí)又具有一定程度的借鑒意義。可以供今后的地鐵站設(shè)計(jì)方直接應(yīng)用施行，從而根據(jù)檢驗(yàn)效果隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)高峰時(shí)期下人流有序組織的目的。 最終，我們通過此番調(diào)研與評(píng)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(yàn)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(jì)成為業(yè)界一個(gè)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(huì)期間的地鐵站人流組織措施為調(diào)研對(duì)象，詳細(xì)了解人流組織具體經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)；最后，通過分析，提出新型“水壓式”人流組織評(píng)估方法,并通過世博期間的真人數(shù)據(jù)對(duì)其有效性進(jìn)行驗(yàn)證.
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、科學(xué)性：根據(jù)國外研究提出的群集體流動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置作為新型人流組織措施評(píng)估平臺(tái). 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(cè)、快捷、低風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢(shì)。 3、 獨(dú)創(chuàng)性：國內(nèi)外計(jì)算機(jī)人流模擬平臺(tái)已經(jīng)有流體力學(xué)模型，但針對(duì)流體力學(xué)模型的物理模擬裝置的研究幾乎為零,該項(xiàng)目將彌補(bǔ)之一空白。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 鑒于“水壓式”評(píng)估方法相比目前的計(jì)算機(jī)模擬與“真人試錯(cuò)”方法，具有準(zhǔn)確性高、低成本、可進(jìn)行事前預(yù)測(cè)、快速便捷、能降低風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢(shì)。 “水壓式”人流評(píng)估方法可以成為廣大建筑師的設(shè)計(jì)優(yōu)化工具，城市建設(shè)決策者的評(píng)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(huì)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(yàn)，本調(diào)研報(bào)告旨對(duì)其取得的大量經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)進(jìn)行梳理，將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論成果，服務(wù)于其它人流組織設(shè)計(jì)的評(píng)估工作，為我國“十二五”期間將要大量建設(shè)的地鐵站點(diǎn)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(píng)估方法：一是在建成前進(jìn)行計(jì)算機(jī)人流模擬，二是在建成后基于真人試驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)和優(yōu)化。上海世博期間的人流組織根據(jù)實(shí)際情況選擇了后者，并提出了六項(xiàng)具體的人流組織措施。一方面，這些措施與評(píng)估方法經(jīng)實(shí)踐證明是有效的，另一方面，我們也不得不看到“真人試錯(cuò)”法的事后評(píng)估改進(jìn)成本高、真人參與周期長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)高等問題，造成了難以在今后的其它建設(shè)項(xiàng)目中推廣。所以，作為調(diào)研報(bào)告最后的創(chuàng)新部分，我們將計(jì)算機(jī)模擬的仿流體概念作為理論基礎(chǔ)，將真人試錯(cuò)中積累的人流數(shù)據(jù)作為模型支撐，提出了“水壓式”評(píng)估方法，它克服了前兩者的缺點(diǎn)，成為了能夠準(zhǔn)確、快速、低成本、無風(fēng)險(xiǎn)完成人流組織評(píng)估的新方法。
獲獎(jiǎng)情況及評(píng)定結(jié)果
- 2011年成果已被納入國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目"基于視覺線索的公共建 筑空間設(shè)計(jì)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(jiǎng)學(xué)金一等獎(jiǎng) 2011年參加同濟(jì)大學(xué)五月科技節(jié) 2011年項(xiàng)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(xiàng)目在重慶實(shí)踐中,獲得“重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)” 認(rèn)證 專利申請(qǐng)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(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，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(duì)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(shí)測(cè)、建模和模擬初探，2005.
調(diào)查方式
- 走訪,問卷,現(xiàn)場(chǎng)采訪,人員介紹,個(gè)別交談,親臨實(shí)踐 ,會(huì)議,圖片、照片收集,書報(bào)刊物閱讀,統(tǒng)計(jì)報(bào)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(yùn)營方做出了許多嘗試和努力。現(xiàn)行的人流組織評(píng)估方法有兩種：一種是在地鐵站建設(shè)前的設(shè)計(jì)期間，采用計(jì)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(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)，繼而對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。其中計(jì)算機(jī)模擬人流的方法主要有社會(huì)力模擬和仿流體力學(xué)模擬兩種模型。社會(huì)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(duì)更加逼近真實(shí)環(huán)境下的人流，但是其先用計(jì)算機(jī)模擬流體、再以流體模擬人流的過程經(jīng)歷了兩個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)模擬代價(jià)昂貴?；谡嫒嗽囼?yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)的方式是世博期間采用的人流組織優(yōu)化評(píng)估方法，將地鐵站廳內(nèi)的空間分隔方式用來對(duì)高峰時(shí)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(xiǎn)過大，試驗(yàn)周期過長(zhǎng)。其事后優(yōu)化的過程無法在設(shè)計(jì)前期采用，不具有指導(dǎo)意義。 雖然國外的計(jì)算機(jī)人流模擬平臺(tái)已經(jīng)有流體力學(xué)模型，但是國內(nèi)外對(duì)于采用物理流體力學(xué)模型模擬人流平臺(tái)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。
