【《地铁车站的行人流模型分析概述》3000字】

地铁车站的行人流模型分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u11282地铁车站的行人流模型分析概述 1256991.1乘客行为模式与人流分析 1241211.1.1乘客行为模式与地铁人流特征 1300791.1.2乘客行为模式的差异性研究 2219021.2行人流宏观模型 2165431.2.1流体动力学模型 3139201.2.2元胞自动机模型 3261601.2.3社会力模型 41.1乘客行为模式与人流分析乘客总体的行为模式可以根据流程划分为三个阶段，主要有乘客进站、在站内移动以及最后出站三个阶段动作。客流的整体状态就是站内所有乘客共同的行为相互作用下行车的整体状态，一般情况下，为了更好的应对客流，可以根据研究把握乘客总体的行为模式，进行合理的空间布局、资源的合理配置与规划。行为模式行为目标人流特征进站模式到达车厢好比水流的注入和汇聚出站模式到达地面好比水流的抽空和分流换乘模式到达换乘地铁线路的车厢人流在地铁网络中的不同线路之间进行交换和流转1.1.1乘客行为模式与地铁人流特征城市轨道运营企业主要是以提供出行服务为主，因此，研究乘客的，行为模式对于提高列车出行服务对企业是至关重要的。可以根据出行服务的过程，可以将乘客的行为模式分为三个阶段，从进站、换乘到最后出站三种模式。具体分析三个行为模式，首先，进站的乘客行为的进行，一般是由乘客的主观判断进行的，乘客根据自己预先要到达的目标站点，进站以后根据自己的消费者偏好选择喜欢的出入口、验票通道以及候车站台位置、以及乘坐的车厢以及位置等，最后确定自己的行为方向。其次乘客进站以后，由于不同的出入口进站的大量乘客，因此在站厅内以及站台处开始聚集，逐渐形成一定的客流群，聚集在站台的不同区域进行候车。其中换乘的行为也是极具复杂性，换乘的行为会给换乘站加剧了人流，给列车的运行工作造成一定的冲击，每个乘客换乘目的不同，也是由于乘客的最终目的地不同，导致换乘的选择行为也极具复杂性。最后，由于乘客都有着不同的出行目的，不同的乘客会选择不同的站点上下车、换乘、出站，整体人流的出站呈现出分批次流动的状态，即不同时段、不同站点、不同出入口流出的状态。不同于进站的状态，出站的行为更加多样化以及乘客的目的也是不尽相同，因为每一个乘客都会根据自己所要最终到达的目的以及出口的距离，在地铁各个出口中选择最近的出口决策。1.1.2乘客行为模式的差异性研究地铁的运行过程中，行人行为模式主要根据每一个独立的乘客个体体现出差异，随着乘客的聚集形成的客流体现出一致的行动特点。其中乘客的行为差异性主要体现在两个方面：第一方面的不同主要体现在进站方面，进站时的乘客行为目的都比较简单，去往各自想要到达地目标站点，但是进站过程中，由于乘客买票或者是采用手机二维码扫描过了闸道以后，乘客的行为模式开始出现差异，从乘客开始有点倾向于选择扶梯、有的选择电梯下达到站台，再到乘客开始选择不同的站台区域进行列车等候，在这期间也会选择不同的车厢前候车，也能够在候车中采取不同的休闲方式。如听音乐、玩手机等。第二方面，是指在乘客在不同的车厢内不同的乘坐方式，由于不同乘客对车厢的熟悉程度以及适应程度等，就会影响着不同的乘客的出行速度、批次等行为。其中，具体又可以详细将不同乘客划分为三类人群。第一种，是由于长时间乘坐同一列车，以及对车站的空间部署以及车厢内的座位等分布的熟悉程度，并且能够较快适应列车节奏，整体上能够做到快速的在车间移动。第二种，是偶尔乘坐的乘客群体，虽然不熟悉相较第一种，但是短时间熟悉过后能够很快适应。第三种，是第一次乘坐的群体，不仅对地铁环境很陌生也很难快速适应，整体的出行时间相对较正常标准下出行时间较长，在一定时间内会给车站造成短时间的停滞以及堵塞，给整个车站的客流疏散增加了一定程度的困难。1.2行人流宏观模型该模型主要从宏观角度上进行客流研究，将客群看作是一种连续的、不存在相互作用可的气体，用这些气体模拟成城市轨道中的客流。但是，在实际列车运行的过程中，乘客作为每一个独立的个体，每个人都有自身独特的意识，乘客相互之间会彼此影响，故这种行人流宏观模型不能真实、准确地运用到地铁的客流变化趋势的分析研究中。1.2.1流体动力学模型该模型就是行人流宏观模型之一，模型中具体将乘客个体细化为每一个粒子，客流就看作是多个粒子聚集形成的流体，具体如式3.1~3.3所示mσll(12E+mσV其中，m是行人的质量，行人的速度v=ν+V，ν是平均速度，V是随机扰动速度。σ是粒子密度，l是通道的宽度，E是势能。1.2.2元胞自动机模型该模型主要是在微观上将每个乘客个体看作一个个元胞，整体的元胞聚集在一起是乘客流，该模型优势在于更加真实的模拟乘客的行为特点，以及空间、行人位置、单位时间都是具有规章设定，将其设置在一个元胞自动机空间当中，具体如下所述。模型首先将每个乘客都是有着自身特有的移动速度，但是当特定空间里的行人逐步增加，行人的速度也会在行人的相互作用下进行调整，一般随着时间的递增，该模型中的行车速度整体上会随着人数的增多逐渐变慢，高速和低速的行人都会进行相对的调整，也能在特定的时间内，逐步调整列车运行的模式，提高列车的运行效率，保证每个乘客的速度能够在合理、有效的速度范围内。该模型假定乘客在起始点和终点站之间的运行过程中，设定乘客和两站点之过间相互之间存在吸引力，在整个运行过程中出现客流聚集以后，乘客之间会出现拥挤等行为我们称为这种作用力为排斥力。并且采用势函数来模拟某个时间段客流的变化趋势。元胞自动机模型的优势在于能够准确地模拟列车车站大客流的情况，但是存在的问题有只能宏观上反映大客流的整体移动变化趋势，但是微观上还存在一些局限性，只能单一地反映整个客流的移动速度，也只能单向地模拟出整体客流的移动方向，不能反映每个乘客具体的移动方向，整体的规则也比较粗略，没办法适用于每个乘客个体，故该模型存在一定的局限性。1.2.3社会力模型社会力模型是行人流宏观模型中运用最广的模型，基于社会力模型研究能出很多可用度较高的行人仿真软件。其中的利用的原理主要是，不在单一的将每个行人看在于一个真空的环境中独立的个体，而社会力模型真实地将行人置于一个社会环境中，乘客的移动不仅受自身各种因素的影响，还会受到其他行人的移动速度、行人数量以及列车车站的整个环节的运行效率等外在因素的影响，最终行人运动的速度等是有这两个内外因素合力形成的。除了内外两种综合两种力量，分析研究得出行人受到的常见合力主要是三个方面:第一方面，主要是乘客自身的力量，乘客自身对于出行距离、出行目的等规划设计的意愿强烈。第二方面，在地铁中各个区域，行人之间不是一个独立的个体，行车之间会相互作用、相互影响，当客流增大的时候，行人相互拥挤，会降低各自的移动速度，从而使得整个交通停滞。第三方面，乘客还会和外界其他相互之间形成作用力，也会对行人造成一定影响。模型用如下方程组表示。drαdtdVαfα(t)=⟶0fα(Vα)+fαβ(rα)+β(≠α)fαβ其中，式1代表动力学方程，rα为行人α的空间向量，V为行人α的速度;式2代表行人加减速和方向变化的方程，fα(t)为社会力，εα(t)为表示随机行为偏差的扰动项;式3代表社会力方程，⟶0fα(