随着我国社会经济的快速发展,城市轨道交通的发展取得了长足的进步,且在“十三五”规划中扮演者重要的角色,发展城市轨道交通是推动城镇化建设的重要条件。城市轨道交通是“一带一路”战略的优先领域,是基础设施互联互通的重要条件,需要优先建设、快速发展。然而,在城市轨道交通快速发展的同时,轨道交通车站行人拥挤成了困扰居民出行的重要问题。在早、晚客流高峰,轨道交通车站的层间设施、闸机等瓶颈区域经常发生行人拥挤现象,不仅导致行人通行效率下降,还会产生诸多的安全问题。在轨道交通车站这种复杂的环境中,行人运动的安全性、舒适性以及瓶颈区域的通行效率引起的关注越来越多。分析和仿真轨道交通车站内部行人微观行为并采取积极有效的组织和管理措施,对于提高行人流的安全性和通行效率具有重大的理论和现实意义。从城市轨道交通车站内行人微观行为入手,提出行人微观行为仿真的框架。考虑行人个体属性、行人分布情况和行走环境,建立行人微观行为表征模型;分别从模型的构建特征、与个体行为特征结合难易程度、编程实现的难易程度和运算效率方面对元胞自动机模型、流体力学模型、磁场力模型、社会力模型、格子气模型、基于Agent模型等经典的行人仿真模型进行对比分析,并选取元胞自动机构建行人仿真模型;将行人微观行为表征模型嵌入到基于元胞自动机的行人仿真模型,得到行人微观行为仿真模型。在此基础上,分别对城市轨道交通车站中的层间设施行人选择行为、T型通道行人分流行为、站台行人疏散行为和闸机行人排队行为进行了仿真模型的构建。(1)层间设施行人选择行为仿真对影响层间设施行人选择行为的因素进行分析,以层间高度、携带行李情况、排队人数差和紧急程度为主要影响因素,建立基于支持向量机的层间设施行人选择模型,选取长春轻轨3、4号线换乘站和北京西直门换乘站的数据对模型进行验证。将层间设施选择模型嵌入基于元胞自动机的行人仿真模型,构建层间设施行人选择行为仿真模型,选取长春轻轨3、4号线换乘站为研究对象,进行层间设施行人选择行为的仿真,并根据仿真数据分析了主要影响因素对层间设施选择行为的影响趋势。为了减少双向行人间的冲突,对长春轻轨3、4号线换乘站换乘通道层间设施的布局进行了改进,改进后的行人通行效率明显提高。本部分的研究成果有助于城市轨道交通车站层间设施的布局规划和人性化设计。(2)T型通道行人分流行为仿真分析T型通道行人分流中的冲突特征,引入潜意识强度表征导向标识对行人靠左或靠右行走的作用,构建行人潜意识强度表征模型,将其嵌入到基于元胞自动机的行人仿真模型中,建立T型通道行人分流行为仿真模型,并分析了导向标识对通道行人通行效率的影响,明确了导向标识的合理位置。本部分的研究成果可为城市轨道交通车站T型通道中导向标识的设置提供科学的方法。(3)站台行人疏散行为仿真分析站台行人疏散行为,将估计疏散时间和最短距离作为行人出口选择的主要因素,其中,在行人估计疏散时间计算过程中,将行人疏散过程转化成行人自由行走到出口和排队等候两个阶段。考虑行人在疏散出口选择过程中对估计疏散时间和最短距离的偏好,构建站台行人疏散出口选择模型,并将其嵌入到基于元胞自动机的行人仿真模型中,建立站台行人出口选择行为仿真模型。选取北京地铁2号线西直门站的站台为研究对象进行了仿真,并对疏散过程中的徘徊现象和出口宽度对疏散效率的影响进行了分析。本部分的研究成果可为城市轨道交通车站站台行人的组织和管理提供理论依据。(4)闸机行人排队行为仿真分析轨道交通车站闸机前的行人排队行为,建立三种闸机选择模型,并将闸机行人选择模型嵌入到基于元胞自动机的行人仿真模型中,得到闸机行人选择行为仿真模型。选取长春地铁1号线工农广场站的闸机和北京地铁西直门站的闸机分别作为单向和双向闸机的研究对象,进行了闸机行人排队行为的仿真,并分析了双向闸机的设置对行人通行效率的影响。本部分的研究成果可为城市轨道交通车站闸机的设置提供参考。