大学分专业靠抓阄交通枢纽乘客流交通特性分析及建模

通特性及乘客步行设施对乘客流的交通影响。

１．３．３实验条件下的乘 客流交通特性研究

到９０年代后期国外一些学者为了更好的研究行人交通流的特性，通过 人为的

实验来获取所需的观测数据。同时，可以有目的性的进行实验，设定行人走行的< /p>

环境，通过不同的实验数据的比较，取得了一些显著的成果。其中荷兰Ｄｅｌｆｔ理

工大学的Ｈｏｏｇｅｎｄｏｏｍ和Ｄａ锄ｅｎ【２５￣２７１组成的团队进行了多次实验来研究 单向行人

流（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａＩｐｅｄｅｓｔｒｉａｎｆｌｏｗｓ）的交通 特性，在文献中比较了单向行人流在通

过有瓶颈和无瓶颈时的运动规律，发现行人在通过 瓶颈时会沿瓶颈形成多个的独

立的相互叠加行人列队（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ

ｌａｙｅｒｓ），在此基础上还研究了更为复杂的对

向行人流（ｂｉ

ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ

Ｒｏｗｓ）的“层组 织现象”（１ａｙｅｒ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）和

交织行人流（ｃ ｒｏｓｓｉｎｇｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ／ｌｏｗｓ）的“斑纹现象＂（ｓｔｒｉｐｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ），这些

现象直接影响到了相应行人步行设施的通行能力的计算，这对行人设施的设计具

５

北京交通大学硕士学位论文

绪论

有重要意义。

德国著名的物理学家Ｈｅｌｂｉｎｇ［２８】也研究了步行设施 对行人交通的影响，并针对

走廊、瓶颈区域、行人交织处的行人进行了交通实验，通过录 像记录的数据发现

行人步行设施的几何边界与其通行能力有关，同时也影响到行人之间的 间隔的分

布情况，这一结论有利于改善行人设施的设计和公共场所下行人通行路径的制定 ，

在相关文献中还提到在步行设施内设置一些“物理隔离”还能使行人流处于一个

更稳定更流畅的状态，这一设计方案能提高地铁、机场、剧院等行人密集的公共

场所的行人设施的通行效率和安全性。

这些学者在实验条件下所作的这些研究为 验证行人交通仿真模型，进一步研

究行人流在各种条件下的运动规律提供了很好的平台， 并取得了一些成果，得出

了一些实用的结论。但是，他们都指出实验数据与实际数据之间 存在一定的差异，

实验的数据并不能反映全部实际情况中复杂的行人交通流特性。同时， 他们认为

研究行人交通流首先需要得到各种详细环境下行人交通流的基本数据，需要开展

行人交通的实测和调查。

６

北京交通大 学硕士学位论文

行人交通流特性参数描述

２行人交通流特性参数 描述

研究行人的交通特性首先要了解行人交通特性的基本参数，以及各参数之间

的基本关系。机动车的交通流的三个重要特性参数是流量、速度和密度，而行人

< br>的交通特性的参数除了流量、速度和密度以外还需考虑更多的因素，行人交通特

性 参数可以参照张驰清的学位论文‘２９１，分为个体行人交通特性参数和群体交通特

性参 数。

２．１个体行人交通特性参数

行人的个体交通特性参数一般 包括行人的步频、步幅、步速和行人空间需求，

下面对各参数进行描述：

１．步频

步频是行人走行时的步数频率，步数为步行者在单位时间内两脚着地的 次数，

一般以每分钟移动的次数为计量单位，行人的步频主要受到步行者的出行目的、< /p>

天气情况、携带行李量、步行设施、周围行人的速度等复杂繁多的因素的影响。

步幅是步行者两脚先后着地，脚跟至脚跟或脚尖至脚尖的之间的距 离，通常

用米来表示，步幅则是一个相对稳定的参数，它由行人个体的基本属性所决定，

一般情况下由行人的身高体型、年龄、性别、行动能力、行走习惯等因素决定。

当行人处在比较拥挤的环境下时，行人的步频和步幅都会受行人所能使用的空间

< br>大小的影响。

３．步速

步速和行人空间需求为行人单位时 间内行进的距离，一般用米／秒，米／分钟表

示，步速在数值上等于步幅和步频的乘积， 行人的步速由行人的步幅和步频决定。

４．行人空间需求

行人空 间需求可以分为静态空间需求和动态空间需求。此处行人空间通常用

行人站立或行走时所 需要占用的“面积”来表示，而不是通常意义上的占据的“体

积＂来表示，即通常不侧重 考虑行人身高因素。

１）行人静态空间需求

行人静态空间主要指 行人的身体在静止状态下所需要的空间范围，包括两部

分，一部分是行人身体本身所占空 间，另一部分是行人在站立时与周围行人或物

理设施之间保持一定距离而所需要的缓冲空 间。行人身体本身所占空间通常用人

７

北京交通人学硕士学位论 文

行人交通流特性参数描述

体前胸后背的厚度和两肩的宽度来表示，缓冲 空间其实是行人为了避免和其他行

人或设施的身体接触而需要的一个心理承受的空间，它 和行人的性别、社会地位、

教育程度、民族、习惯等有关系，同时也会随行人所处环境的 不同而有所波动，

在较拥挤的环境下行人的缓冲空间较不拥挤时可能要小一些。在ＨＣＭ ２０００［３０】中提

到对于一般的行人个体在静止状态下的最小空间需求为３ｆｔｚ（ ０．２８平方米），如图

２－１所示。当行人所携带的行李体积较大时，行人的静态空间 需求还要包括行李所

需占的那部分面积。

１．５

Ａ的匆如呻

图２．１行人静态空间最小需求

Ｆｉｇｕｒ ｅ

２－１

Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ

ｂｏｄｙ

ｅｌｌｉｐｓｅ

２）行人的动态空间需求

行人动态空间 需求主要指行人行走状态下所需要的空间范围，主要包括步幅

区域和行人向前视觉区域两 部分，如图２．２所示。

步幅区域：行人在走行时迈步所需要的空间，由行人的步幅大小 决定。

行人向前视觉区域：步行者以常速行走时，也会在自己前面预留一个可见区

域，以保证有足够的反应时间，以采取避让行为，这个区域通常通过反应时间与

行人的走行速度有关。

图２－２行人动态空间需求

Ｆｉ ｇｕｒｅ

２－２

Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ

ｗａｌｋｉｎｇ

ｓｐａｃｅ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ

８< /p>

北京交通人学硕士学位论文

行人交通流特性参数描述

２．２群体行人交通特性参数

行人群体是指具有一定出行目的，共同步行的一 组人群。它可以分为两种类

型：一类是多个行人本身是一个出行群体，如具有一定社会关 系的人群；另一类

是在行人行走过程中，由于外部原因不自觉地形成的临时群体，如扶梯 、专用通

道、信号灯等作用形成。行人群体的交通特性是群体内所有行人个体的交通特性

的总体反映，在ＨＣＭ２０００中对群体行人交通的一些基本参数进行了较为详细的说< /p>

明，具体描述如下：

１．行人交通流量（Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ< /p>

Ｆｌｏｗ

Ｖｏｌｕｍｅ）

行人交通流量是 指单位时间单位宽度断面内通过人行道某一断面的行人数，

计算行人交通流量时用到的宽 度是有效宽度，有效宽度是指行人通过的设施横断

面内行人能使用的宽度，它不包括由于 一些物理设施而占用的宽度，也要扣除区

域内行人行走时会避开的靠路边、墙角等的路线 的那部分未被使用的宽度。行人

交通流量的单位一般采用人／（分钟?米）。

ｄｅｎｓｉｔｙ／Ｐｅｄ ｅｓｔｒｉａｎ

ｓｐａｃｅ）

行人密度指在人行道行走或者行人 在等候排队处，单位面积上的行人平均数，

单位一般用人／平方米表示。在计算行人密度 时所用的面积是有效面积，和有效宽

度一样有效面积是指该区域内行人能使用的所有面积 ，它不包括由于一些物理设

施而占用的空问，也要扣除区域内行人行走时会避开的靠路边 、墙角等的路线的

那部分未被使用的空间。行人空间是指每位行人可用的平均面积，是密 度的倒数，

用平方米／人表示。

七＝％

式中ｋ为行人密度，Ｄ为行人平均占用空间。

３．行人速度（Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ

ｓｐｅｅｄ）

（２．１）

行人速度是某一时 刻一段步行道范围内所有行人步速的平均值，其单位采用

米／分钟或者米／秒。

对于行人速度需要补充的是：与定义机动车的平均速度一样，行人速度也有

两种不同方式的量度，分别是时间平均速度（Ｔｉｍｅ

（Ｓｐａｃｅ

< br>ｍｅａｎ

ｓｐｅｅｄ）。

ｍｅａｎ

ｓｐｅｅｄ）和空间平均速度

时间平均速度指行人在一定时间内穿过某一个断面（观测 线）的瞬时速度的

算术平均值，可以用如下公式计算：

沁，：掣 ：掣

９

（２．２）

北京交通大学硕十学 位论文

行人交通流特性参数描述

其中Ⅳ是观测丁时段内穿过测量线的行人 总数，ｖ表示第ｉ位行人穿过测量线

时的瞬时速度，ｗ表示丁时段内第ｆ行人的行走距离 。

空间平均速度是指行人在一段距离行走时的平均速度，可以用如下公式计算：

铭２可—一

￡

善洲

（２ ．３）

其中三表示行走距离，ｔ表示第ｆ位行人行走完￡花费的时间。

< br>４．行人空间占有率

由于行人个体的空间需求的差异以及行人实际使用空间的不同 ，在相同的行

人密度／行人空间条件下，区域内的行人群体所表现出来的密集程度也不相 同，这

时用“行人密度’’这个参数指标不能反映这一现象。所以，除了上述３个基本参

数外，本文提出“行人空间占有率＂这个参数指标。行人空问占有率定义为：在

某一区域内所有行人（包括其携带的行李）占有的空间之和与该区域的有效面积

< br>之比，满足下面的公式：

＾，

艿＝々

ｓ

Ｚｓ，

（０≤万≤１）

、

。

（２．４）

其中Ｓ是区域的有效面积，Ⅳ是 区域内的总人数，．Ｓ：ｆ是第ｉ位行人所占有的空

间。区域内行人平均占有空间Ｓ和前 面提到的行人空间Ｄ满足下面的公式：

ｊ：翌：墅

Ｎ