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1、百学须先立志。朱熹海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐垂直换乘地铁站 MassMotion 仿真分析报告 1.仿真模型概况 1.1 模型整体布局 本次仿真模拟以北京某地铁站为实例，此地铁站为地下两层垂直换乘车站，其中地下一层为站厅层，地下二层为站台层。乘客通过出入口进入地下通道,进入站厅层。站厅层根据功能划分为三个分区,中间为公共区,东西两端为设备及管理用房区。1.2 模型规模 通过查阅相关资料，获得以下有关数据。站台有效长度 120m，站台宽 12m，车站轨顶标高 31.636m，车站总长 181.20m，车站总宽 20.70m，本次建模对此地铁站进行 1:1 仿真建模。模型整体图
2、如下图所示。图 1-1 地铁站模型整体图 1.3 设备配置概况 此地铁站共有三个出入口，每个出入口配备一部上行手扶电梯和一部下行手扶电梯，以及一部步行楼梯。在站厅到站台层之间，两条轨道分别配置两部楼梯，其中一条为手扶电梯，另一条则为步行楼梯。同时，两条轨道之间的换乘通过一部步行楼梯连接。另外，由于直梯在紧急情况下无法进行使用，因此本模型为考虑其相关情况。关于楼梯的宽度，根据相关规范，设置楼梯净宽2.7m，自动扶梯为 1m。宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经1.4 客流量概况 通过查阅相关资料，获得此地铁站的客流量概况如
3、下表所示。表 1-1 客流量表 时段 南北行 东西行 集散量 合计 上车 下车 集散量 上车 下车 集散量 初期 全日 326 24002 24328 25943 326 26269 50597 高峰小时 49 3960 4009 4670 52 4722 8731 近期 全日 325 29306 29631 30921 325 31246 60877 高峰小时 49 4396 4443 4947 52 4999 9442 远期 全日 3669 29101 32770 34000 3669 37669 70439 高峰小时 550 5238 5788 5780 587 6367 12155 2
4、.仿真参数设计 2.1 人员参数设计 本次仿真模拟，主要针对地铁站的高中低峰三个时期，分别分析其设备配置要求以及排队时间比等，以期提出提高疏散效率的有效措施，减少突发事件带来的人员伤亡和财产损失。根据上述客流量的相关信息，设定高峰期乘客人数为 5000 人，中峰时期人数为 4000 人，相应的低峰时期乘客人数为 3000 人。同时，本次模拟主要考虑三种人群，它们分别是携带大行李、携带小行李和未携带行李，其速度数值及表示颜色如下表所示。表 2-1 人员速度参数 乘客分类 最小速度（m/s）平均速度(m/s)最大速度(m/s)表示颜色 无行李 1.1 1.53 1.9 绿色 携带小行李 1.1 1
5、.53 1.9 蓝色 携带大行李 0.66 1.53 2.05 红色 另外，为进一步确定各类人群的人数，根据实际情况设定每类人群的占比，具体数值如下表所示。表 2-2 各类人群数量 携带大件行李 携带小件行李 无携带物 总人数 高峰期 800 1200 3000 5000 中峰期 400 800 2800 4000 低峰期 300 700 2000 3000 2.2 仿真情景设计 大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经此次地铁站仿真模拟设计三种紧急情景，同时，每种情景都考虑最危险的情况，即假设发生紧急情况时处于高峰时期，且一辆地铁刚
6、好到站，刚刚到达的人也需要进行疏散，关于人员的参数与上文的叙述一致。每种情形的具体情况描述如下：（1）紧急情景一：发生突发事件时，其中东出口的门禁出现故障，无法正常开启，所有乘客只能从地铁站的北口和南口进行疏散。（2）紧急情景二：发生突发事件时，所有出口均可使用，乘客可正常进行安全疏散。（3）紧急情景三：发生突发事件时，地铁站迅速反应，打开了新的应急出口，乘客可通过本身的三个出口以及应急出口进行应急疏散。3.仿真结果分析 3.1 不同时期地铁站的设备配置要求 首先，按照上文所叙述的设备配置，分别对高峰、中峰和低峰时段进行疏散模拟，其模拟结果如下表所示。表 3-1 地铁站原有设备下各时段疏散时间
7、 时段 高峰 中峰 低峰 疏散时间（s）453 338 272 根据地铁设计规范(GB50157-2003)，要求在突发情况下人员的疏散时间不超过 6min。同时结合软件的疏散仿真结果，可以发现地铁站的原有设备配置在中峰和低峰时段时，完全满足地铁设计规范的相关要求。但是，当在高峰时段时，其完全疏散时间超过安全疏散时间一分多钟，为解决这一问题，进一步寻找模型中的拥堵点，并增加相关设备的配置，以满足疏散要求。经过对高峰时期疏散过程的观察，发现主要的拥堵点为两条线换乘之间的楼梯和，以及南出站口附近的区域。具体的拥堵情况如下图所示。图 3-1 换乘处拥堵情况 海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林
8、则徐古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼图 3-2 南出站口拥堵情况 为解决以上两处拥堵问题，从而使高峰时段时乘客能够在安全疏散时间之内疏散结束，下面将分别加大对应拥堵出口的宽度，以及换乘处楼梯和手扶电梯数量，以提高疏散效率，同时研究排队时长比，以反映对设备调整之后，其对疏散效率的影响程度。相关仿真模拟数据如下表所示。表 3-2 高峰时段各种设备配置下疏散时间及排队时长比 设备配置情况 疏散时间（s）排队时长（s）排队时长比 换乘处 南出站口 增加一部上行手扶电梯 原配置 419 284 0.68 原配置 出口宽度增至6m 370 230 0.62 增加一部上行手扶电梯 出口
9、宽度增至6m 337 198 0.59 由上表仿真数据可知，在同时增大南口出口宽度和增加一部手扶电梯时，高峰时段的完全疏散时间满足了小于 6 分钟的要求，可以保证人员的疏散安全。同时，通过对排队时长比进一步分析，可以发现排队时长比和完全疏散时间成正比，很大程度上排队的时长影响着整个疏散进程，因此，解决模型中疏散拥堵节点是提高疏散效率的关键，而增大出口和通道宽度以及增加电梯、楼梯等相关的设备，可以很好的解决这一问题，最终达到提高疏散效率，缩短疏散时间以及减少人员伤亡的目的。常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹为验证增加手扶梯数量和拥堵出口对疏散效率的影响
10、，进一步截取固定时间且固定区域的人员平均密度图，以进行对比分析，具体情况如下图所示。图 3-3 增加一部手扶电梯和增加出口宽度的南口区域平均密度 图 3-4 地铁站原有配置南口区域平均密度 百学须先立志。朱熹吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语通过以上两种情形下南出站口区域的平均密度图，观察发现地铁站原有配置情况下其平均密度远大于增加一部手扶电梯和增加南出站口宽度时的平均密度，这也从侧面反映出增添设备配置和拥堵出口宽度对提升疏散效率有着显著的积极影响。同时，可以通过此种方式来缓解拥堵节点局部区域密度过大的问题，以免发生踩踏事故，造成人员伤亡。3.2 不同仿真情景的疏
11、散时间 按照前文所述的三种紧急情况，分别在高峰时段设定出口以及增添新的应急出口，并进行疏散仿真模拟，其具体的疏散时间如下表所示。表 3-3 不同应急情景的疏散时间 应急情景 疏散时间（s）情景一 639 情景二 453 情景三 326 4.疏散建议（1）排队时长比对整个疏散进程有着很大的影响，因此，提高疏散效率需要解决的首要问题是减少排队时长，即通过开辟新通道，增添疏散设备配置，以缓解拥堵，降低区域密度，从而缩短疏散时间。（2）在紧急情况下，需要相关管理人员快速反应，及时开放应急出口，此种措施能达到快速疏散乘客，同时降低在疏散时发生意外的可能性，从而最大限度的保障乘客的人身安全，在安全疏散时间内得以疏散结束。（3）地铁站对于应急设备的管理一定要到位，定时对其进行检查和维修，以保证应急设备的有效性。否则，一旦发生突发情况，如应急设备不能正常开启，将会大大延长人员的疏散时间，增大人员伤亡的风险。