地鐵站人群規(guī)律及特征研究(廣州地鐵)概況

1、標題：地鐵站人群規(guī)律及特征研究（廣州地鐵）billy轉載發(fā)布時間：2012-11-2913:47:25閱讀次數(shù)：179地鐵站人群規(guī)律及特征研究（廣州地鐵）摘要：隨著城市軌道交通系統(tǒng)的擴建和城市人口規(guī)模的增加，地鐵成為市民工作或出行的主要交通方式之一。在人群流動高峰時段，各類人群不斷涌向地鐵站內(nèi)，造成相關地鐵站的擁擠。本文在對密集人群流動規(guī)律的基本內(nèi)涵和分析指標進行界定的基礎上，以廣州地鐵系統(tǒng)中的某換乘車站甲和非換乘車站乙為研究對象，分別分析地鐵站內(nèi)的人群組成規(guī)律和人群流動規(guī)律，并進一步從地鐵進出站人流規(guī)律和人群平地移動速度、上下樓梯移動速度的角度對其流動規(guī)律進行詳細研究。人群速度關鍵詞：人群流

2、動規(guī)律；廣州地鐵；人群分布；人群流量；隨著人口規(guī)模的不斷增加、城市范圍的不斷擴展以及交通壓力的不斷突現(xiàn)，各大城市針對本地的基本情況，分別發(fā)展和完善相應的城市軌道交通（地鐵）系統(tǒng)。由于地鐵具有運行速度快、車次多、旅客運送量大以及運行穩(wěn)定等特點，人們將其作為工作或出行的主要交通工具之一。尤其在早高峰和晚高峰時段，地鐵站可能成為人群流量或人群密度集中的地方。本文以廣州地鐵為例，深入分析地鐵車站閘機及視頻監(jiān)控資料，挖掘地鐵車站大客流人群流動規(guī)律，為突發(fā)事件下的應急疏散模擬研究提供基礎數(shù)據(jù)。1 密集人群流動規(guī)律內(nèi)涵及其分析指標界定1.1 密集人群流動規(guī)律的內(nèi)涵人群流動規(guī)律是指人群行走時表現(xiàn)出來的群體運動

3、規(guī)律，通常被稱為人行走規(guī)律、人群運動規(guī)律、行人運動規(guī)律等。人群流動規(guī)律包括宏觀規(guī)律和微觀規(guī)律。宏觀規(guī)律主要指行人集體所表現(xiàn)出來的密度、速度和流量等特征；微觀規(guī)律主要指單一行人在某段時間內(nèi)因其心理和生理因素的影響而表現(xiàn)出來的決策行為和采取的動作1。盡管人的行為比較復雜，會在一定程度上表現(xiàn)出無序性，但其行走仍然可以找到一定的規(guī)律性，尤其是人群擁擠時，人的運行互相受到其他人的影響，人群的運動表現(xiàn)出一些單一個體不具備的群體特征。常見的人群流動規(guī)律或現(xiàn)象包括：（1）人群密度越大，由于身體間的相互影響，人群速度越慢。（2）人們對于繞道或者反向運動表示出強烈的厭惡心理；行人總是與他人或公共設施邊界保持一定的

4、距離；行人有時會重復別人的行為方式；在擁擠場合，人群通常會因為恐慌造成推擠和驚跑，從而導致沖撞踐踏并引起傷亡事故等。%（3）密集人群中雙向流動會產(chǎn)生“自動隊列”的自組織現(xiàn)象。自組織不是提前刻意計劃、組織形成的，比如通過指示牌、法規(guī)和習慣等方式，而是一種自然現(xiàn)象?！白詣雨犃小爆F(xiàn)象是指在雙向人流中，行走方向大致相同的行人之間形成條狀的通道，后面的行人跟隨前面的行人前進。（4）當人群通過一個入口或出口處時，若有次序地行進，可順暢流通。行進速度愈快則流量愈大。而當人群很擁擠時，則流量大大減少。這就是所謂的“瓶頸效應”。（5）整個人群同步接受到緊急撤離信息后，同步或在相近時間內(nèi)做出響應行動，當出口的寬度

5、限制了密集人群的流動時，導致密集型人群移動在出口處形成聚集，呈現(xiàn)拱形分布的特點，如圖12。0先OqJ閨1拱形效應示意圖1.2 人群流動規(guī)律的分析指標界定自上世紀初期以來，密集人群流動規(guī)律的研究逐漸成為行業(yè)的熱點，并為人群疏散提供理論支持。學者通過采取觀測和統(tǒng)計分析的方法對人群流動的基本特征進行分析，具體包括人群組成分析、人群速度分析、人群變動分析等3。常見的分析指標包括如下幾種：（1）人群流動規(guī)律：指人群行走時表現(xiàn)出來的群體運動規(guī)律。（2）人群速度：指某群人在某段時間內(nèi)的平均速度，單位是m/s。（3）人群密度：指一個空間內(nèi)人群的稠密程度，一般用單位面積上人員的數(shù)量表示，單位為人/m2；（4）人

6、體所占的空間：從兩個涵義上表示，一個涵義是人群中個體能夠占有的空間，另一個涵義是個體行走所需的空間。（5）人流量：通過指定區(qū)域的人數(shù)?？梢允瞧骄糠昼姷娜肆髁?，單位是人/min,也可以是某段時間內(nèi)的人流量，單位是人。（6）人群速度方向是指個人自由選擇的行走方向，在此基礎上形成的人流的速度方向,包括同向流動型、雙向流動型、交叉流動型、中心聚攏型、四周發(fā)散型和散漫無序型等。2 廣州地鐵的基本情況廣州地鐵是廣州城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分,由廣州市地下鐵道總公司負責營運和管理。為了研究方便,我們選取其中的兩個車站進行重點研究,其中一個是換乘車站甲,另一個是非換乘車站乙。甲車站是廣州地鐵的兩條主要線

7、路的換乘車站,客流量較大。該車站為地下3層結構,負1層為站廳層、負2層為設備層,負3層為站臺層；甲車站共有5個出入口。乙車站為廣州地鐵主要干線支線上的一個重要車站,人流量一般較大。該車站為東西走向,車站分為地下2層,負1層為站廳層,負2層為站臺層,站臺為島式站臺,該車站有A、B、C、D共4個出入口。3 車站人群分布特征分析人群的年齡組成、性別組成、文化程度、職業(yè)、興趣愛好、性格、行走目的和心理等因素的差異直接或間接影響著人群速度、人群密度、安全意識和承受擁擠的能力等，進而對人群流動規(guī)律產(chǎn)生影響。本節(jié)在簡要介紹人群分布影響因素的基礎上，對廣州某地鐵站內(nèi)人群分布的基本情況進行進一步分析。3.1年齡

8、特征對速度的影響分析年齡通常會影響人的速度，年齡在18歲40歲的人群運動速度明顯高于60歲以上的老年人。老年人運動速度在0.6m/s1.2m/s之間，相對于成年人有很大的差異；青少年運動速度與成年人速度相當；性別的差異也是影響人群行走速度的主要因素。有研究發(fā)現(xiàn)，男性的平均速度是14m/s，而女性的平均速度是1.27m/s。3.2 廣州地鐵某車站的人群分布特征分析本文選取廣州某地鐵車站，對站內(nèi)的人群組成進行研究，主要采用二維分類的方法，按照年齡、性別將人群分為男青年、男中年、男老年以及女青年、女中年、女老年（以30歲作為中青年的分界點，以50歲作為中老年的分界點）。在收集上述6類乘客信息的同時，

9、本文也分析并研究了不同時間段下這兩類特殊人群，即攜帶行李和小孩的人群特征及比例變化情況。1）男、女乘客組成比例及變化趨勢分析從圖2可以看出，男、女乘客的比例為54%：46%，即1.2：1，這與廣州市男女比例大體相當，由此也可說明是否選擇乘坐地鐵和其性別無關。從圖3可以看出，男女乘客比例均在40%60%之間波動，在13：00以及19：00處，由于男性乘客比例較大，其人群的行走速度也會出現(xiàn)峰值，此處應加強安全管理，以防事故發(fā)生。T瞎乘客女乘客青年乘客中年乘客老年乘客!3男、女乘客比例變化圖2）老、中、青乘客組成比例及變化趨勢分析從圖4可以看出，乘坐地鐵的乘客中，青年乘客的比例最大，達到71%，老年

10、乘客較少。這與地鐵的出行目的有關，該換乘車站的乘客以年輕的上班族為主，中年乘客一般傾向于選擇自駕車或乘坐出租車，而老年乘客則傾向于步行或乘坐公交車。從圖5可以看出，青年乘客比例在60%90%之間變動，在上午9：00、13：00、17：00以及23：00處達到峰值，這是由于9：00和17：00年輕乘客上下班居多，13：00屬于大部分公司午間休息，23：00為廣州市夜生活時間，年輕乘客活動較為頻繁，人群速度在這幾個時間點達到峰值。中聲乘客圖5老、屮、青乘客比例變化圖3）攜帶行李乘客所占比例及變化趨勢分析從圖6可以看出，攜帶行李乘客比例從7：00開始上升，到9：00達到第一個峰值，然后持續(xù)下降至13

11、：00，然后急劇上升，在1500達到全天內(nèi)最高值，占人群比例為11%左右，后持續(xù)下降至1700，接著上升至另一個峰值，到23：00接近0。（4）攜帶小孩乘客所占比例及變化趨勢分析從圖7可以看出，攜帶小孩乘客比例從7：00到11：00處于較平穩(wěn)的狀態(tài)，從11：00之后開始下降，并在13：00達到第一個低谷，后繼續(xù)上升至下午15：00，而后下降至0，接著持續(xù)上升至一天內(nèi)最高點，達到人群總數(shù)的10%，從峰值下降至21：00后又略微上升。4 車站人群流動因素分析地鐵站內(nèi)的人群流動內(nèi)容主要包括：人群的進出站流量，換乘人流量和人群速度等。各類人群流動都具有一定的規(guī)律性，且受到多種因素的影響。本文將分別選取

12、廣州地鐵甲車站和乙車站的數(shù)據(jù)，對人群流量特征和人群速度特征進行分析。4.1人群流量特征分析通過選取乙站的軋機數(shù)據(jù)，對車站全年和重大節(jié)假日期間的進出站流量、日均客流量和典型月份進出站流量進行對比分析，得出不同假期的人群高峰日和低峰日以及其他人群流量規(guī)律。此外，本文將2011年7月1日和2日的人流量數(shù)據(jù)作為樣本，得出工作日和周末換乘通道的人流量變化規(guī)律。4.1.1單日人群流量分析根據(jù)廣州地鐵提供的數(shù)據(jù)，本報告主要考慮4個單日的人群流量分析，分別為2010年10月1日、11月12日及12月24日，都為節(jié)日或大型體育賽事日?？紤]到12月24日是周五，雖為西方節(jié)日圣誕節(jié)，但對各企事業(yè)單位仍為工作日，可以

13、用其近似表示平時工作日乙站的人群流量。（1）12月24日（工作日）的數(shù)據(jù)是選取當日從00：00：0023：59：59每15min的83組數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)近似表示工作日期間，該站的進出站人群流量變化趨勢。此外，鑒于某一時間段內(nèi)，進出站人流量的差值可以反映每15min的站內(nèi)人數(shù)，如圖&8_8rt_ilGQ一_.呂3_尊-5一小“10咖JMJ3D肋剛D-s_醫(yī)出站差恒圖s工作LI逬出站流跟總欣及菽差值的變化趙勢圖8表示，在6：00之前，乙站的進出站人群流量為全天最低幾乎為零。7：009：00以及17：0019：00,該站的進出站流量和總流量分別出現(xiàn)兩個峰值，總流量分別達到2339和4233，是人群流

14、量需要重點疏散的時段。2）分析“十一”假期該站人群流量變化趨勢，選取2010年10月1日的數(shù)據(jù)作為樣本進行分析，具體包括當日24：00中每15min的79組數(shù)據(jù)。將上述數(shù)據(jù)進行篩選、整理和分析后，以折線圖的形式表示“十一”假期首日進出站流量和總量差值的變化趨勢，如圖9。進出詰慕萌圖9“十一”假期胃進岀站流駅、總疑及其差值的變化趙勢如圖9，“十一”假期首日6：00之前，乙站的進出站人群流量是全天最低。各條曲線的變化趨勢顯示，上午的出站流量大于進站流量，下午和傍晚的進站流量大于出站流量，白天的進出站流量一直居高不下，不存在由于上下班帶來的進出站數(shù)量的明顯差異。（3）廣州亞運會期間乙站的日進出站流量

15、可以反映大型活動對廣州地鐵人流量的影響。通過選取11月12日亞運會首日的數(shù)據(jù)作為樣本，具體包括當日每15min取樣的89組數(shù)據(jù)。將上述數(shù)據(jù)進行篩選、整理和分析后，以折線圖的形式表示亞運會首日乙站的進出站流量和總量差值的變化趨勢，如圖10。38d?3&83dd-djAiriiriwiR審襯槨中n1IIiitrnrii3-HF-rj.0aaoDsc進出詁帥圖10廣州亞運會首日進出站流量、總量及其差值的變化趙勢如圖10，該站的進出站流量在凌晨0：00出現(xiàn)一個小高峰，考慮到實際情況，可能是因為亞運會期間各國人不同的生活習慣。11月12日白天的客流量從9：0019：00一直較高，對比亞運會期間體育賽事的

16、日程，可以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的深層次關系和規(guī)律。此外，全天進出站總流量的最大值出現(xiàn)在下午15：00左右。進出站差值曲線表示乙站內(nèi)和站臺上全天的乘客人數(shù)斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)最大值和最小值。（4）考慮到選取的數(shù)據(jù)包括工作日、國慶節(jié)、春節(jié)以及大型體育賽事，本文將4天的進出站數(shù)據(jù)進行對比分析。由于原始數(shù)據(jù)存在丟失，將每天的數(shù)據(jù)進行對比和篩選，最終得出75組數(shù)據(jù)。圖11反映了該站在不同情況下，每日的進出站人群流量的變化趨勢對比。4S0DIGODn一3010iD1S201011月HE201012月MH26年1SCO100D育lrlT-1應宮密龍一宮凹丈00亦rm宮U1C-I炳宮亦TI亍I-宮gs含萬口匚會H百ooLn-g

17、一-00亦TI國-00凹總11單LIJS出站總曜變化趨勢的対比分析圖11反映了乙站在國慶節(jié)期間的人群流量比其他3日的流量高，春節(jié)期間的客流量比其他3日的流量低。該站的人群流量在工作日期間存在明顯的早高峰和晚高峰現(xiàn)象，其早高峰時段為上午7：009：00,晚高峰時段為下午1：0019：00。此外，在大型體育賽事期間，上述組圖還反映該站白天的客流量變化趨勢不明顯。4.1.2節(jié)假日期間人群流量分析上節(jié)以折線圖的形式反映該站4個特定日期的單日進出站人群流量變化趨勢。本節(jié)將重點考慮國慶假期、春節(jié)以及廣州亞運會期間的單日人流總量變化趨勢，如圖12和圖13。12L訓啟和梓節(jié)期汕的單II人淪疏訃比介析I40QW

18、TliVUUVIOMMBOOOOfiCOCW2B0CH3RTL/tLflDQ6Oim叭FUigA.出站窖詭進吐客淤H2RT2CEHSEI2CWE品(.舄HOT禪r-lsETOICE目寫TcncmIgcrJH2舄T2C0R-is宮ra13廣州亞運會齡】的單日人流量對比分析圖12表示“十一”假期的單日客流高峰出現(xiàn)在假期首日，進出站總流量約為163578，客流量呈逐日遞減的趨勢；春節(jié)期間的單日客流高峰出現(xiàn)在春節(jié)假期的最后一天，且單日人流量相差較大。亞運會期間的單日客流量對比分析柱形圖（圖13）反映出賽事首日的開幕式和末日的閉幕式并非客流量的高峰日，大部分市民可能在家看直播。4.2 人群速度特征分析人

19、群速度通常是指人群整體表現(xiàn)出來的速度狀態(tài)，它不是由單個人的速度決定的，而是人群在行走過程中互相影響和制約表現(xiàn)出來的一種平均速度狀態(tài)。本文將地鐵站內(nèi)的人群速度分為平地速度和上下樓梯速度，并分別對其影響因素進行分析。4.2.1平地速度分析人群速度大小是表征移動快慢的物理量。一般來說，人員密度越大，整體移動速度越慢。圖14顯示廣州地鐵某車站內(nèi)，不同人群平地行走的平均速度。由于男女在身高等方面的差異，行走時的步長和步頻不同，行走速度也有一定的差異。4.2.2上下樓梯速度分析對各類人群在不同密集程度下的上下樓速度進行分析，在充分考慮換乘線路的情況下，對非密集區(qū)域的上下樓梯速度進行分析。通過對視頻記錄中的

20、人群上下樓梯情況進行分類和數(shù)據(jù)提取，將上下樓梯的人群對象分為男老年、男青年、男中年、女老年、女青年、女中年和小朋友7類，并將各類人群的上下樓速度進行統(tǒng)計分析，得出各類人群在不同密集程度下的上下樓梯速度情況，可以總結如下規(guī)律：（1）在上下樓梯和密集程度相同的情況下，男中青年的上下樓梯速度最快，其次是女中青年，最慢的是老年人和小朋友。（2）各類人群的下樓速度明顯高于上樓速度，如在非密集區(qū)，男中年的下樓速度為309n/s（n表示行人步行的步數(shù)），上樓速度為1.95n/s。（3）在上下樓情況相同的情況下，各類人群在非密集區(qū)的速度相差較大，如在非密集區(qū)，男青年的下樓速度為3.46n/s,男老年的下樓速度

21、為129n/s,在密集區(qū)，男青年的下樓速度為185n/s,男老年的下樓速度為1.77n/s。同時，本文分析男性中青年上下樓梯速度的分布情況。選取男性中青年在非密集區(qū)的下樓梯速度作為樣本，分析人群上下樓梯速度的分布情況，檢驗這些數(shù)據(jù)是否近似服從正態(tài)分布，檢驗結果如圖15。圖15的正態(tài)P-P圖進一步表明，男性中青年下樓梯速度的分布近似服從正態(tài)分布。5結束語本文研究表明，在工作日或節(jié)假日期間，地鐵站內(nèi)的人群組成或人群流動呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。例如，工作日期間的地鐵站以青年乘客為主，存在明顯的早高峰和晚高峰時段，且晚高峰的持續(xù)時間大于早高峰；大型體育賽事會導致日均客流量的增多，但十一或春節(jié)期間的日均客流量相對較少，甚至低于全年日均客流量。此外，各類人群在平地、上樓