1、軌道交通車站的設計規(guī)劃和運營管理是交通工程、建筑規(guī)劃以及公共安全管理等相關應用領域的重要研究課題。目前在軌道交通車站遭遇大客流沖擊時,由于設計者和運營管理者未能有效地根據客流特性來評估軌道交通車站的客流承載能力,存在由車站設計不合理、運營管理措施不到位而引起的客流滯留、客流擁堵、客流混亂乃至踩踏等問題。圍繞這些問題,本文以乘客運動特性為出發(fā)點,軌道交通車站內的行人設施服務水平為判斷依據,提出基于系統(tǒng)動力學建模和客流模擬相結合的軌道交通車

2、站客流承載能力動靜態(tài)評估方法,預期成果可豐富城市軌道交通車站服務設施的評價和優(yōu)化管理的研究思路,為軌道交通車站設計者和運營管理者提供理論數據支持。
　　 首先,本文選取典型的軌道交通車站,進行大量實地觀測和錄像,并開發(fā)了半自動行人交通數據視頻分析系統(tǒng),系統(tǒng)分析了軌道交通車站的乘客交通特性,包括乘客基本屬性、客流到達特性和乘客交通流特性。針對不同類型的軌道交通車站,提出了乘客到達時間集中型的乘客進出站模型、換乘模型和乘客到達時間均

3、勻型的乘客進出站模型,并運用G-S指數和Gini集中度指標評估車站內客流的集中程度。建立了乘客交通流“速度-密度-流量”關系模型,揭示客流運動的基本規(guī)律。
　　 根據北京市軌道交通車站的乘客交通流特性,以中國行人擁擠感受閾值為劃分標準,制定了兼顧交通流特性和乘客主體的服務水平等級劃分方法。以調研分析得出的乘客交通流特性規(guī)律為基礎,結合SP調查結論,提出了適合我國乘客特性的軌道交通設施通行服務水平的劃分標準。該標準可為國內城市軌道

4、交通乘客交通設施設計和評價提供重要的借鑒和指導。
　　 鑒于軌道交通車站環(huán)境的復雜性和乘客運動的多樣性,本文提出了一種基于認知的軌道交通乘客運動仿真模型。該模型從人的認知決策行為出發(fā),借鑒Agent建模思想,對乘客行為進行系統(tǒng)的抽象,建立乘客視覺感知模型、乘客行為控制模型、乘客運動路徑模型和乘客移動模型,并構建面向智能行為的軌道交通環(huán)境知識模型,以實現軌道交通車站的客流仿真。最后運用宏觀現象分析法驗證了模型的合理性和有效性。該模

5、型集人工智能、元胞自動機、社會力模型和最優(yōu)化算法的優(yōu)勢于一體,能形成更復雜的乘客運動行為的過程,得出一般的解析模型無法得到的乘客群體運動混沌現象。
　　 論文還定義了軌道交通車站客流承載能力的概念,以乘客流特性研究數據和設施通行服務水平標準為依據,從靜態(tài)計算和動態(tài)模擬兩個方面出發(fā),建立了軌道交通車站客流承載能力評估與仿真方法。提出了基于軌道交通車站設計規(guī)范的車站理論承載能力計算方法、基于系統(tǒng)動力學的車站安全承載能力評估方法和車站

6、客流模擬評估方法。該評估方法一方面可以計算車站安全承載能力,同時還可以模擬分析各類輸入變量和管理措施變化時,車站內部的客流密度變化情況,實現軌道交通車站客流的連續(xù)動態(tài)仿真分析,為軌道交通車站的客流安全管理提供技術支持。
　　 最后,本文運用所建立的車站客流承載能力評估理論,計算評估了北京站和復興門站的客流承載能力,研究了大客流情況下軌道交通車站內瓶頸傳播的過程。論文通過案例檢驗了模型在應用中的能力,成功地再現了車站內部客流的運動