轨道交通枢纽高密度客流冲突行为特性研究

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轨道枢纽作为地铁交通线网中不同线路间的交叉点,主要承担旅客乘降及线路间复杂客流的衔接换乘职能。换乘流线的交错通常会伴随行人个体间的交互作用,进而引发激烈的客流冲突现象。由于客流冲突现象所导致的乘客频繁加减速、个体运动角度突变等行为不仅会直接降低乘客的换乘舒适感受,影响枢纽运行效率,而且也容易诱发严重的乘客拥挤踩踏事故。因此,有必要构建合理的客流冲突行为特性研究方法,从微观上解析冲突的演化阶段及影响范围,为轨道枢纽的客流组织管理和换乘流线设计提供理论支撑。  本文通过对国内外文献的梳理总结,归纳了目前冲突行人行为特性的主要研究方法,分析各类研究方法的优势及不足,完善了客流冲突的基本定义及类型划分。进而,以大量轨道交通枢纽换乘站内的客流冲突视频数据和客流调查问卷数据为基础,准确界定客流冲突的不同类型并量化乘客对各类冲突形式的感受程度,并从冲突管控的迫切性方面,确定选取客流正向冲突为本文的主要研究对象。  其次,设计完备的行人冲突实验方案,并采用SIMI Motion运动解析系统实现冲突现象的视频数据提取,通过对冲突造成的影响、冲突区域面积及个体微观运动转角数据分析,实现冲突现象的微观行为量化分析。冲突影响分析结果用于标定数学模型中的关键参数,冲突面积及转角数据结果用于验证数值模拟结果的准确性。  再次,对比连续无网格模型与离散网格模型的适用条件和优缺点,选取社会力模型作为客流冲突现象数值分析的基础模型,进而结合行人冲突实验对驱动力、行人作用力、障碍物作用力三个关键模型参数进行标定;以社会力模型为基础,开发适用于高密度冲突客流的数值模拟平台,并完成模拟平台的正确性和有效性验证。  最后,基于大量客流冲突数值模拟试验数据展开分析,构建流量—演化时间、流量—运动转角、流量—冲突范围的数学模型,从冲突演化阶段和冲突影响范围两个方面,解析客流冲突的微观行为特性。研究结果表明,行人运动转角能够用于判定冲突演化阶段的时间阈值,冲突产生时长与流量呈一元线性递增关系,冲突蔓延时长与流量呈三次函数递增关系,冲突区与影响区转角与流量变化趋势相同,冲突区与影响区面积随流量变化有所不同。研究成果有助于优化轨道交通枢纽流线设计,为管控方案及措施制定提供依据。  
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