轨道交通站台客流分布规律及管控优化研究

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我国交通出行结构不断优化,轨道交通客流量逐年上升,随之带来了站点内客流冲突大、安全性降低等问题。站台作为乘客与轨道交通系统的直接交互服务平台,其高峰时段的客流管控优化技术已成为提升综合交通运行的重点研究对象。研究站台上的乘客分布特征,可以准确解析乘客在站台上车位置的主要选择规律,并量化乘客上车位置选择的主要影响因素,为地铁站的服务设施布设设计和客流管理策略制定提供理论依据和技术支撑,提高站台区域乘客运行安全与换乘效率。
  本文以轨道交通站台乘客为对象,重点研究基于站台乘客候车行为建模的理论和应用。论文主要包括以下几个方面:
  首先,在国内外文献梳理总结的基础上,归纳了目前站台乘客行为特性的主要研究方法,分析了各类研究方法的优势和待改进之处,并以此确定了本研究的基本思路。进而阐述了站台的各部分构成,并利用视频标定法和WiFi嗅探技术采集北京市典型轨道交通站台的客流行为数据,分析轨道交通站台候车乘客的运动特性,随后利用问卷调查了乘客在选择候车位置的过程中的倾向性和心理特征,筛选出候车乘客在选择候车位置的过程中的主要影响因素,为乘客位置选择行为模型的构建提供理论依据。
  其次,改进细菌趋药性算法(BC)原理,以其为框架,站台各组成部分为场景,位置选择影响因素为组成,站台乘客运动特性为模板,构建了站台候车乘客进入-决策-行动的全过程位置选择仿真模型,用以描述站台乘客在候车区域的聚集分布状况。模型中将步行距离、候车区域的容量以及排队人数纳入考虑。作为模型的补充,研究了候车乘客及下车乘客影响下的候车乘客位置决策算法,最终利用实验法和交叉验证结合的方式,对模型中的参数进行了标定。将所构建的模型与常用的行人仿真模型从时效性和精准度方面对比,证明了所构建模型的可行性及优势。
  再次,利用所构建的站台分布仿真模型开展实验,研究站台客流量、步行距离、候车区域容量等因素对站台候车乘客分布的影响方式和规律,量化解析各因素组合下的作用效果。考虑乘客个体接受差异性,分别针对区域排斥效用的敏感程度和乘客偏好系数开展实验,以区域选择的概率和区域阻抗为指标,验证两项系数对乘客分布情况的影响,从而研究各因素的综合效用,分析各因素的敏感性。
  最后,总结站点客流控制方案及客流组织设施属性,综合所构建的站台候车乘客分布模型与群体扰动算法,设计站台仿真实验,在客流控制方面,提出基于不同通行能力假设的溢出乘客的调配方法,并对几种方法的性能进行对比分析,研究引导员布设位置的适用性;在设施优化方面,研究楼梯口位置和引流栏杆不同布设方式下的站台疏散能力及分布均衡度,根据结果提出了站台客流的管控建议及设施设计方法。
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