与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在前期研究结论的基础上［1］，笔者采用模拟仿 真的方法，基于行人仿真动力学模型，建立地铁车站 疏运模型。针对某地铁车站应对体育赛事散场的突 发大客流问题，计算分析一岛一侧站台和一岛站台 2 种设计方案下的大客流疏运过程。研究了大客流
疏运过程的个体和群体特征，重点比较分析客流运 动特征及乘客滞留量、疏散通道节点拥堵情况、公共 区容纳能力、瞬时客流密度等指标，比较不同设计方 案下的最大疏运能力。研究方法和结论将有助于解 决车站应对大规模突发客流进站疏运问题，同时计 算模拟 方 法 可 为 其 他 类 似 的 车 站 能 力 设 计 提 供 参考。
计算分析一岛一侧站台和一岛站台 2 种设计方案下的大客流疏运过程，研究客流运动特征及乘客滞
留情况、疏散通道节点通过能力、公共区容纳能力、瞬时客流密度等指标，给出不同设计方案下的最
大疏运能力。计算模拟结果表明一岛一侧站台时最大疏运能力为 30 294 人 / h，站台、站厅容纳能力
与运能相匹配，一岛一侧站台设计方案时，主要控制点为楼扶梯通道和站台面。计算模拟结果与理
·37·
2 计算模拟参数设置
7) 模拟设置的散场大客流疏导方向如图 3 所示。
利用精细网格个体运动仿真模型 BuildingExodus［11］，分别对一岛一侧式、一岛式站台形式建立了 地铁车站疏运模型。疏运模拟参数设置如下。
2． 1 客 流
进站客流按照前期研究结论设置冲击客流: 一 岛一侧 30 360 人 / h，单岛 23 298 人 / h［1］。以上的冲 击客流是按照理论最大疏运能力设置，是根据车站 设施容纳能力、通道通行能力和运能综合理论计算 给出的理想值，但实际所能达到的还要通过计算模 拟得到。
Guangzhou，Guangdong 510010，China)
Abstract: The outburst of passenger flow is one of the main risks jeopardizing operation of a subway station． To investigate the dispersion issue of outburst passenger flow through a subway station in connection with large stadiums and gymnasiums during major events，the methodology of pedestrian dynamic simulation is employed to build a subway station transportation model for calculating and analyzing the large passenger flow transportation process respectively under two design station types，namely，“One Island plus One Side Platform”( OIOS) and“One Island Platform”( OI) ． Focuses are given to the analysis of the passenger flow movement characteristics，stranded passenger quantity，holding capacity of public areas and transient passenger flow density and other indexes． Meanwhile，the maximum transportation capacities under different design schemes are also figured out． The simulation indicates that，under OIOS platform scheme，the maximum transportation capacity is 30 294 persons / h，according to which the holding capacity of platform and concourse can work well; under OI scheme，the transportation capacity is mainly con-
·36·
中国安全科学学报 China Safety Science Journal
第21 卷 2011 年
上行，1 台为下行; 1 部 1． 8 m 楼梯。 车站平面图分别如图 1、图 2 所示。一岛一侧
站台设计时，共设 18 个进站闸机、4 个双向闸机和 6 个出站闸机，岛侧站台共设置 2 台上行自动扶梯 ( 突发客流时，可反向下行) 、3 台下行自动扶梯和
transportation model
0引言
地铁车站是人员密集场所，加之中国是世界上 人口最多的国家，早、晚高峰的上下班时间段内地铁 中的人员流量和密度都非常大。一般地铁车站主要 服务于周边的客流通行，但对于一些连接大型体育 场 的 地 铁 车 站，还 承 担 着 突 发 大 客 流 疏 运 的 任 务［1］。如广州 地 铁 黄 村 站、南 京 地 铁 奥 体 中 心 站、 北京地铁奥林匹克公园站。在节假日或者体育等重 大活动时可能导致突发性大客流，如果无良好的应 对和处置办法，大量客流涌入站台，给售检票系统、 进出站通道、列车输运带来较大的压力，使得非付费 区、车站付费区、站台公共区的人员密度大大增加， 极限情况下会导致公共区超过最大人员荷载密度， 此时如果有突发事件发生，往往容易发生骚乱和践 踏事件，造成大量人员伤亡的后果。
第21 卷 第3 期 2 011 年3 月
中国安全科学学报 China Safety Science Journal
Vol ． 2 1 No ． 3 Mar ． 2 0 1 1
与体育场馆连接地铁车站 大客流疏运能力计算模拟分析*
史聪灵1
高级工程师 钟茂华1 教授 刘智成2 高级工程师 孙元广2
( 1 中国安全生产科学研Leabharlann Baidu院 公共安全研究所，北京 100012 2 广州地铁设计研究院有限公司，广东 广州 510010)
论分析结果相符，表明计算模拟方法适用于地铁大客流模拟。
【关键词】 地铁车站; 突发客流; 最大疏运能力; 模拟; 疏运模型
Simulation and Analysis on Maximum Transportation Capacity of Metro Station Connected with Stadium
工程师
学科分类与代码: 6202740( 安全模拟与安全仿真学)
中图分类号: X913． 4
文献标志码: A
基金项目: 国家自然科学基金资助( 91024022; 91024014; 51074143) 。
【摘 要】 突发大客流是威胁地铁车站运行的主要风险之一，为研究与大型体育场馆连接的车站
在大型活动期间面对突发大客流疏导问题，利用行人仿真动力学的方法，建立地铁车站疏运模型。
* 文章编号: 1003 － 3033( 2011) 03 － 0034 － 08; 收稿日期: 2010 － 12 － 08; 修稿日期: 2011 － 01 － 27
第3 期
史聪灵等: 与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析
·35·
trolled by the staircase，escalator and platform． This simulation result is consistent with the theoretical prediction，indicating the modeling method is applicable for the simulation of large passenger flow in metro station． Key words: metro station; outburst passenger flow; maximum transportation capacity; simulation;
车站 OB 的主体形式为地下二层结构，地下一 层为站厅层，地下二层为站台层。车站出入口 7 个， 其中，4 个为预留出入口，首次开通 3 个出入口，车 站 OB 使用较近的 2 个出入口Ⅳ，V 参与体育中心 散场突发客流疏导。Ⅳ出入口: 2 台 1． 0 m 的自动 扶梯，其中，1 台为上行，1 台为下行; 1 部 1． 8 m 楼 梯。V 出入口: 2 台 1． 0 m 的自动扶梯，其中，1 台为
1 台1． 8 m 宽步梯; 一岛站台设计时，共设 14 个进站 闸机、4 个双向闸机和 6 个出站闸机，共设置 2 台上 行自动扶梯( 突发客流时，可反向下行) 、1 台下行自 动扶梯和 1 台 1． 8 m 宽步梯。图中箭头表明了突发 大客流时客流组织流向。
第3 期
史聪灵等: 与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析
1 车站功能和形式
该地铁车站( 以下简称为 OB) 为与大型体育场 馆连接车站，前期研究已经对该车站不同类型设计 方案的最大理论疏运能力进行了理论分析研究，详 见文献［1］的 内 容，这 里 仅 对 与 该 数 值 模 拟 相 关 参 数，如车站空间及交通组织模型进行介绍。
与地铁车站 OB 连 接 的 大 型 体 育 场 馆 容 量 为 10 万人，可举办体育比赛，大型文娱活动、展览及商 业活动等体育娱乐活动。针对该车站需要应对散场 突发大客流问题，提出了 2 种设计方案: 一岛一侧式 车站( 侧站台在上行方向，用于疏散散场客流) 和岛 式车站。并具备折返能力，能够及时疏散大量散场 乘客。车站在设计时需要考虑建筑结构、出入口、闸 机口、楼扶梯等通道的数量及通过能力、站台面的容 纳能力、列车的装载量、售检票方式、行车交路组织 均需要与承担的客流疏运任务相匹配。
SHI Cong-ling1 ZHONG Mao-hua1 LIU Zhi-cheng2 SUN Yuan-guang2 ( 1 Institute of Public Safety，China Academy of Safety Science and Technology， Beijing 100012，China 2 Guangzhou Metro Design ＆ Research Institute Co． ，Ltd． ，
根据设计资料，车站 OB 预测远期高峰小时客 流量 6 786 人，由于该站需参与疏导体育中心散场 时的大规模突发客流，推荐方案为采用一岛一侧站 台，无大规模突发客流时，侧式站台一侧的扶梯、屏 蔽门等设备关闭; 遇大规模突发客流进站时，同时开 放右线两侧的屏蔽门，方便疏导客流。但同时基于 地下空间和预算的考虑，一岛方案也在考虑之内。
地铁大客流疏运安全问题已经得到国内外学者 的普遍关注［2 － 3］。符浩［4］结合南京地铁研究了地铁 车站瞬间大客流客运组织模式。Zhang Qi 等人［5］利 用元胞自动机模型对北京地铁车站的上下车行为进 行了模拟 仿 真 研 究。 刘 智 成 等 人［1］ 对 地 铁 车 站 突 发大客 流 的 疏 运 能 力 进 行 理 论 计 算 和 分 析 研 究。 Hoogendoorn 等人［6］利用微观行人动力学模型对里 斯本地铁换乘车站的设计进行了安全性评估。Seer 等人［3］对与 维 也 纳 足 球 场 连 接 的 地 铁 站 的 突 发 大 客流的运动特征进行了研究。更多的学者对地铁车 站疏散过程进行了实验和模拟分析研究［7 － 10］。但 是针对地铁车站疏运能力的微观模拟研究较少。现 代计算机技术的发展，为地铁车站突发大客流模拟 研究提供了可能，模拟可基于不同客流量、进出站通 道设计、闸机模式、楼扶梯运行模式及行车组织方案 等组织措施，建立微观客流疏运模型，进而分析车站 的大客流疏运安全性能，制定疏运组织方案。
疏运过程的个体和群体特征，重点比较分析客流运 动特征及乘客滞留量、疏散通道节点拥堵情况、公共 区容纳能力、瞬时客流密度等指标，比较不同设计方 案下的最大疏运能力。研究方法和结论将有助于解 决车站应对大规模突发客流进站疏运问题，同时计 算模拟 方 法 可 为 其 他 类 似 的 车 站 能 力 设 计 提 供 参考。
计算分析一岛一侧站台和一岛站台 2 种设计方案下的大客流疏运过程，研究客流运动特征及乘客滞
留情况、疏散通道节点通过能力、公共区容纳能力、瞬时客流密度等指标，给出不同设计方案下的最
大疏运能力。计算模拟结果表明一岛一侧站台时最大疏运能力为 30 294 人 / h，站台、站厅容纳能力
与运能相匹配，一岛一侧站台设计方案时，主要控制点为楼扶梯通道和站台面。计算模拟结果与理
·37·
2 计算模拟参数设置
7) 模拟设置的散场大客流疏导方向如图 3 所示。
利用精细网格个体运动仿真模型 BuildingExodus［11］，分别对一岛一侧式、一岛式站台形式建立了 地铁车站疏运模型。疏运模拟参数设置如下。
2． 1 客 流
进站客流按照前期研究结论设置冲击客流: 一 岛一侧 30 360 人 / h，单岛 23 298 人 / h［1］。以上的冲 击客流是按照理论最大疏运能力设置，是根据车站 设施容纳能力、通道通行能力和运能综合理论计算 给出的理想值，但实际所能达到的还要通过计算模 拟得到。
Guangzhou，Guangdong 510010，China)
Abstract: The outburst of passenger flow is one of the main risks jeopardizing operation of a subway station． To investigate the dispersion issue of outburst passenger flow through a subway station in connection with large stadiums and gymnasiums during major events，the methodology of pedestrian dynamic simulation is employed to build a subway station transportation model for calculating and analyzing the large passenger flow transportation process respectively under two design station types，namely，“One Island plus One Side Platform”( OIOS) and“One Island Platform”( OI) ． Focuses are given to the analysis of the passenger flow movement characteristics，stranded passenger quantity，holding capacity of public areas and transient passenger flow density and other indexes． Meanwhile，the maximum transportation capacities under different design schemes are also figured out． The simulation indicates that，under OIOS platform scheme，the maximum transportation capacity is 30 294 persons / h，according to which the holding capacity of platform and concourse can work well; under OI scheme，the transportation capacity is mainly con-
·36·
中国安全科学学报 China Safety Science Journal
第21 卷 2011 年
上行，1 台为下行; 1 部 1． 8 m 楼梯。 车站平面图分别如图 1、图 2 所示。一岛一侧
站台设计时，共设 18 个进站闸机、4 个双向闸机和 6 个出站闸机，岛侧站台共设置 2 台上行自动扶梯 ( 突发客流时，可反向下行) 、3 台下行自动扶梯和
transportation model
0引言
地铁车站是人员密集场所，加之中国是世界上 人口最多的国家，早、晚高峰的上下班时间段内地铁 中的人员流量和密度都非常大。一般地铁车站主要 服务于周边的客流通行，但对于一些连接大型体育 场 的 地 铁 车 站，还 承 担 着 突 发 大 客 流 疏 运 的 任 务［1］。如广州 地 铁 黄 村 站、南 京 地 铁 奥 体 中 心 站、 北京地铁奥林匹克公园站。在节假日或者体育等重 大活动时可能导致突发性大客流，如果无良好的应 对和处置办法，大量客流涌入站台，给售检票系统、 进出站通道、列车输运带来较大的压力，使得非付费 区、车站付费区、站台公共区的人员密度大大增加， 极限情况下会导致公共区超过最大人员荷载密度， 此时如果有突发事件发生，往往容易发生骚乱和践 踏事件，造成大量人员伤亡的后果。
第21 卷 第3 期 2 011 年3 月
中国安全科学学报 China Safety Science Journal
Vol ． 2 1 No ． 3 Mar ． 2 0 1 1
与体育场馆连接地铁车站 大客流疏运能力计算模拟分析*
史聪灵1
高级工程师 钟茂华1 教授 刘智成2 高级工程师 孙元广2
( 1 中国安全生产科学研Leabharlann Baidu院 公共安全研究所，北京 100012 2 广州地铁设计研究院有限公司，广东 广州 510010)
论分析结果相符，表明计算模拟方法适用于地铁大客流模拟。
【关键词】 地铁车站; 突发客流; 最大疏运能力; 模拟; 疏运模型
Simulation and Analysis on Maximum Transportation Capacity of Metro Station Connected with Stadium
工程师
学科分类与代码: 6202740( 安全模拟与安全仿真学)
中图分类号: X913． 4
文献标志码: A
基金项目: 国家自然科学基金资助( 91024022; 91024014; 51074143) 。
【摘 要】 突发大客流是威胁地铁车站运行的主要风险之一，为研究与大型体育场馆连接的车站
在大型活动期间面对突发大客流疏导问题，利用行人仿真动力学的方法，建立地铁车站疏运模型。
* 文章编号: 1003 － 3033( 2011) 03 － 0034 － 08; 收稿日期: 2010 － 12 － 08; 修稿日期: 2011 － 01 － 27
第3 期
史聪灵等: 与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析
·35·
trolled by the staircase，escalator and platform． This simulation result is consistent with the theoretical prediction，indicating the modeling method is applicable for the simulation of large passenger flow in metro station． Key words: metro station; outburst passenger flow; maximum transportation capacity; simulation;
车站 OB 的主体形式为地下二层结构，地下一 层为站厅层，地下二层为站台层。车站出入口 7 个， 其中，4 个为预留出入口，首次开通 3 个出入口，车 站 OB 使用较近的 2 个出入口Ⅳ，V 参与体育中心 散场突发客流疏导。Ⅳ出入口: 2 台 1． 0 m 的自动 扶梯，其中，1 台为上行，1 台为下行; 1 部 1． 8 m 楼 梯。V 出入口: 2 台 1． 0 m 的自动扶梯，其中，1 台为
1 台1． 8 m 宽步梯; 一岛站台设计时，共设 14 个进站 闸机、4 个双向闸机和 6 个出站闸机，共设置 2 台上 行自动扶梯( 突发客流时，可反向下行) 、1 台下行自 动扶梯和 1 台 1． 8 m 宽步梯。图中箭头表明了突发 大客流时客流组织流向。
第3 期
史聪灵等: 与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析
1 车站功能和形式
该地铁车站( 以下简称为 OB) 为与大型体育场 馆连接车站，前期研究已经对该车站不同类型设计 方案的最大理论疏运能力进行了理论分析研究，详 见文献［1］的 内 容，这 里 仅 对 与 该 数 值 模 拟 相 关 参 数，如车站空间及交通组织模型进行介绍。
与地铁车站 OB 连 接 的 大 型 体 育 场 馆 容 量 为 10 万人，可举办体育比赛，大型文娱活动、展览及商 业活动等体育娱乐活动。针对该车站需要应对散场 突发大客流问题，提出了 2 种设计方案: 一岛一侧式 车站( 侧站台在上行方向，用于疏散散场客流) 和岛 式车站。并具备折返能力，能够及时疏散大量散场 乘客。车站在设计时需要考虑建筑结构、出入口、闸 机口、楼扶梯等通道的数量及通过能力、站台面的容 纳能力、列车的装载量、售检票方式、行车交路组织 均需要与承担的客流疏运任务相匹配。
SHI Cong-ling1 ZHONG Mao-hua1 LIU Zhi-cheng2 SUN Yuan-guang2 ( 1 Institute of Public Safety，China Academy of Safety Science and Technology， Beijing 100012，China 2 Guangzhou Metro Design ＆ Research Institute Co． ，Ltd． ，
根据设计资料，车站 OB 预测远期高峰小时客 流量 6 786 人，由于该站需参与疏导体育中心散场 时的大规模突发客流，推荐方案为采用一岛一侧站 台，无大规模突发客流时，侧式站台一侧的扶梯、屏 蔽门等设备关闭; 遇大规模突发客流进站时，同时开 放右线两侧的屏蔽门，方便疏导客流。但同时基于 地下空间和预算的考虑，一岛方案也在考虑之内。
地铁大客流疏运安全问题已经得到国内外学者 的普遍关注［2 － 3］。符浩［4］结合南京地铁研究了地铁 车站瞬间大客流客运组织模式。Zhang Qi 等人［5］利 用元胞自动机模型对北京地铁车站的上下车行为进 行了模拟 仿 真 研 究。 刘 智 成 等 人［1］ 对 地 铁 车 站 突 发大客 流 的 疏 运 能 力 进 行 理 论 计 算 和 分 析 研 究。 Hoogendoorn 等人［6］利用微观行人动力学模型对里 斯本地铁换乘车站的设计进行了安全性评估。Seer 等人［3］对与 维 也 纳 足 球 场 连 接 的 地 铁 站 的 突 发 大 客流的运动特征进行了研究。更多的学者对地铁车 站疏散过程进行了实验和模拟分析研究［7 － 10］。但 是针对地铁车站疏运能力的微观模拟研究较少。现 代计算机技术的发展，为地铁车站突发大客流模拟 研究提供了可能，模拟可基于不同客流量、进出站通 道设计、闸机模式、楼扶梯运行模式及行车组织方案 等组织措施，建立微观客流疏运模型，进而分析车站 的大客流疏运安全性能，制定疏运组织方案。