本文關鍵詞：基于社會力模型的地鐵樞紐站行人流動態(tài)特性與疏散研究

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【摘要】：地鐵具有運量大、能耗低、污染少和乘坐方便等特點,在城市公共交通服務方面發(fā)揮的作用日益顯著,已成為解決交通擁堵問題的首選方案。隨著地鐵的快速發(fā)展,地鐵網(wǎng)絡化格局逐步形成,客流吸引量持續(xù)增長。地鐵樞紐站作為多條地鐵線路的匯集處,客流集散量較大,對站內(nèi)疏散系統(tǒng)的安全性能要求更高,針對樞紐站內(nèi)行人流動態(tài)特性和疏散問題的研究吸引了國內(nèi)外學者和研究機構的廣泛關注。由于地鐵樞紐站內(nèi)部結構復雜和行人流量較大,極易導致瓶頸處產(chǎn)生堵塞,形成安全隱患。一旦發(fā)生火災、地震和恐怖襲擊等突發(fā)事件,在應急疏散方案不合理的情況下將引發(fā)嚴重的擁擠踩踏事故。通過對行人流動態(tài)特性和演化規(guī)律進行預研究,制定合理的應急疏散方案,對行人流進行有效的疏導和控制,是減少地鐵樞紐站內(nèi)事故發(fā)生和保障行人出行安全的關鍵。綜合分析國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,本文基于社會力模型,重點圍繞地鐵樞紐站行人流的動態(tài)特性和疏散問題展開相關分析與研究,主要研究內(nèi)容概括如下:1.研究行人異質(zhì)性與直通道內(nèi)雙向行人流動態(tài)特性的關系,建立基于社會力模型和質(zhì)量守恒定律的行人運動混合模型,實現(xiàn)對行人密度和運動狀態(tài)的預測�；谏鐣δＰ�,研究行人的異質(zhì)性對直通道內(nèi)雙向行人流自由運動速度、崩潰概率和崩潰開始時間的影響,解決人群的異質(zhì)性與行人流復雜運動特性間的內(nèi)部聯(lián)系問題,進而建立基于社會力模型和質(zhì)量守恒定律的行人運動混合模型,實現(xiàn)對地鐵樞紐站直通道內(nèi)異質(zhì)性人群密度和運動狀態(tài)的預測,提高安全預警能力。2.建立考慮行人興奮度的社會力模型,研究瓶頸通道內(nèi)單/雙向行人流的動態(tài)特性和通行能力�？紤]到疏散過程中行人的興奮度會受到期望速度實現(xiàn)度、周圍行人和環(huán)境的影響,建立考慮行人興奮度的社會力模型,并給出模型的有效性驗證,得到通道瓶頸對單/雙向行人流運動軌跡線、分層結構和崩潰現(xiàn)象的作用效果,給出行人流出量與運動狀態(tài)間的關系,進而解決通道瓶頸對行人流動態(tài)特性和通行能力的影響問題。3.建立考慮引導員的行人運動模型,研究引導員情形下行人的疏散問題。提出引導員的導航力,并綜合考慮個體行為、從眾行為和墻等外界環(huán)境對不跟隨人群期望方向的影響,基于社會力模型建立考慮引導員的行人運動模型,并給出模型的有效性驗證,得到引導員的加入、從眾行為和期望速度對疏散動態(tài)特性和疏散能力的作用效果,進而解決引導員對地鐵樞紐站內(nèi)行人疏散能力的影響問題。4.建立基于蟻群優(yōu)化算法的地鐵站臺行人分布預測模型,研究火災下站臺行人的疏散問題。綜合考慮列車時刻表、到候車區(qū)域的距離和車站的物理結構等因素對候車區(qū)域選擇行為的影響,利用社會力模型驅(qū)動行人運動,建立一種站臺行人分布預測模型,并給出模型的有效性驗證和對比結果,得到站臺行人密度的最大閾值,進而解決站臺行人分布和火源參數(shù)對疏散能力的影響問題。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U231.96

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本文編號：1261393