医院候诊通道行人微观仿真建模研究

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医院候诊通道是患者就医过程中使用时间最久的医疗辅助空间,不仅有保障患者正常通行、联系各诊室的交通功能,还承担着为患者提供等候休息空间的服务功能。功能的多样性导致候诊通道内部行人交通复杂多变,对患者就医体验及门诊秩序产生重要影响。因此分析候诊通道行人步行交通和候诊特性,对揭示候诊通道内行人流线冲突的产生及演化机理具有重要意义,也可为其空间设计提供科学依据。鉴于此,本文以中国中医科学院广安门医院心血管科候诊通道为例,按照“数据收集—特性分析—搭建模型—仿真应用”的研究思路,在对候诊通道行人步行交通和候诊特性分析的基础上建模仿真并对候诊通道空间设计提出改进建议。具体工作如下:(1)医院候诊通道行人特性分析。分析医院候诊通道行人步行交通和候诊特性,并根据候诊通道行人交通行为将通道步行场景划分为基础走行和排队冲突两个场景。重点研究了通行行人与队列行人间的排队冲突现象,定义了在穿越空间不足的情况下队列行人对通行行人的让步行为,并总结了其影响因素。(2)构建医院候诊通道行人仿真模型。以社会力模型为基础对不同场景分别建模,重点对排队冲突场景行人仿真模型进行改进。排队冲突场景中对冲突的参与方分别建模,首先引入舒适距离实现行人排队行为,引入让步力描述队列行人对穿越空间不足的通行行人的让步行为,让步力分为让步避让力和让步吸引力以分别表征队列行人对通行行人的避让及保持队列形态的意愿;引入最大穿越间隙搜索算法改进通行行人的期望方向,实现通行行人对穿越队列位置的选择。基础走行场景中,完善行人间心理排斥力及避让行为机制,并考虑候诊通道环境特点引入叫号系统对行人的吸引力。(3)模型参数标定及有效性验证。排队冲突场景重点标定了与队列间隙有关的舒适距离因子dc、队列行人让步意愿η3、偏移距离do f及回到初始位置的意愿参数μ3。基础走行场景,根据实测数据重点标定了具有医院候诊通道特殊性的相关参数。基于Python语言编写候诊通道行人运动仿真程序并从让步行为分析、步行速度、让步行为轨迹及基本图4个方面,验证了所建模型的有效性。(4)医院候诊通道空间设计实例应用。以广安门医院心血管科实际就医需求为背景进行仿真实验,采用平均速度、密度及冲突数等指标评价候诊通道宽度设计及科室布局。在原有布局不变的基础上,调整设计流量及通道宽度进行仿真实验,得出当前就医需求下单侧候诊通道宽度设计建议值为3.4-3.8m;在候诊通道宽度不变的基础上,设计三种心电图室位置调整方案,提出心电图室可利用连接通道部分区域等候,以减少行人冲突。
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