摘要：随着城市现代化建设进程的不断深入推进，人们日常的出行距离也变得越来越远，为了能够充分发挥出地铁在公共交通出行中的重要作用，从而构建全方位的公共交通出行体系。本文以多层次行人行为模型作为研究切入电，从多层次行人行为模型的应用内涵出发，分别从宏观、中观以及微观的角度来分析乘客的个体出行行为，希望能够深入把握地铁车站大客流演化规律，并在此基础上优化地铁车站运营组织模式，希望能够为人们的出行提供便利，有效的缓解现有的交通运输体系的压力。
关键词：多层次行人行为模型；地铁大客流仿真；仿真
作为地铁运营组织工作中的重点以及难点，如何实现大客流组织的有效调控，分散地铁运营组织工作压力，从而为人们在地铁的应用场景中提供更多的便利是当前业界需要关注的热点问题之一。由于地铁大客流演化的复杂性和场景的庞大，优化通过数据模型的形式再现地铁客流组织成为了业界研究的方向之一，通过开展基于多层次行人行为模型的地铁大客流仿真研究，能够分析不同设施的最大疏散能力，从而实现大客流组织的有效调控。
一、多层次行人行为模型的应用内涵
所谓的多层次行人行为模型指的是以地铁车站场景作为研究的切入点，假设乘客的运动以及状态都是连续的，以此为基础分析行人在车站内活动全过程，从而分析行人在一系列连续空间位移活动轨迹过程中所呈现的规律。借助于多层次行人行为模型能够较好地模拟大客流场景下的行人行为规律，以便于相关工作人员能够准确的把握正常状态下车站行人演化过程。在实施多层次行人行为模型的过程中，一方面，相关工作人员应当假设乘客在某一个目标平面层的行为目标，以此为基础规划该乘客在结束当前目标平面层的行为目标之后到达下一个活动目标的具体路径，另一方面，相关工作人员还应当分析乘客在实现某一个目标平面层的行为目标时可能会遇到的行人或障碍物碰撞情况以及相应的避让措施。多层次行人行为模型主要分为三个层次，第一个层次是微观视角下行人行为分析，该层次中行人行为模型的敏感性过高，容易产生一定的偏差；第二个层次是中观视角下行人行为分析，主要分析“理性人”状态的出行状态；第三个层次是宏观视角下行人行为分析，主要以客流量大、场景复杂的客流场景作为研究的切入点，借助于“宏观-中观-微观”分层次方法能够客观的还原地铁场景下行人行为情况。
二、多层次行人行为模型分析
1.微观视角下行人行为分析
微观视角下行人行为分析主要运用了德国著名交通科学家Dirk Helbing和Molnar所提出的行人的自组织现象理论，该理论认为行人在地铁车站中所发生的行为主要受到三种力的作用，分别是行人在地铁车站中所产生的主观驱动力、不同的行人之间在行动的过程中所产生的作用力以及行人与地铁车站边界之间的作用力，这三种了共同构成了行人社会力，具体公式如下所示，
其中，mi表示行人i的质量，
代表的是行人i的期望速度，而
则代表的是行人i期望方向的单位矢量，Ti表示行人i从期望速度到实际速度的适应时间。微观视角下行人行为分析主要分析的是当行人在连续的状态下行径所产生的运动轨迹，从而把握行人的运动规律。然而，随着我国地铁车站规模的不断扩大，再加上客流量的不断增加，微观视角下行人行为分析存在一定的缺陷，具体表现在三个方面，第一个方面是微观视角下行人行为分析主要以公式化的形式分析了行人在行径过程中对于力以及加速度的控制情况，但是实际上人的行为具有一定的复杂性，不仅受到自身主观因素的影响，还受到客观因素的控制；第二个方面是由于采取的是分别计算个体的相互作用力的形式，不同的人们由于行为路径不同，由此降低了最终决策结果的可行性；第三个方面是面对大客流这样的大规模场景，无形中加剧了计算的难度，甚至还会出现异常的计算结果。
2.中观视角下行人行为分析
中观视角下行人行为分析主要以“理性人”作为分析的切入点，即参与到地铁场景的群体对于当前的环境十分的熟悉，在规划地铁场景的行动路线时往往会采取以出行代价最小化原则来规划自己的行动，确保到达下一个目标层次的路线具有走行时间少、经济成本少、拥挤度低以及节省体力等要素。由于地铁场景内部的环境是动态变化的，为此，“理性人”需要根据当前的环境信息规划从当前点到下一活动设施位置的路径，在规划的过程中不仅需要距离以及拥挤度等主要影响因素，还需要考虑行动的时间以及所耗费的经济成本，以此为基础分析行人在车站内从现某一个目标平面层到下一个目标平面层过程中所采取的决策行为。与传统全局路径规划方法相比，中观视角下行人行为分析有效的缩短了行人每次路径规划的范围，只需要分析行人在车站内从现某一个目标平面层到下一个目标平面层过程中可能会触碰的节点情况，通过拆解每一个节点，寻找若干点到若干点之间的最短路径，以满足人们的出行需要，具体公式如下所示，
min f（O，D，Length，Density，…）
其中，O代表着行人所在的位置，D代表着行人计划要到达的下一个目标平面层，f则代表着行人根据当前自身掌握的环境信息来评估经过路径的代价，通过比对出行的具体方案，寻找两点之间的最短路径。
3.宏观视角下行人行为分析
宏观视角下行人行为分析主要以站台作为研究，由于站台是客流组织和运输组织中的车站关键位置，因此，站台成为了乘客的主要决策目标之一，随着地铁规模的不断扩大，站台内部的空间布置也变得越来越复杂，成为了影响乘客候乘位置选择的主要因素之一。为此，宏观视角下行人行为分析通过分析站台乘客候车区选择的特点，以此为基础把握乘客进入站台、环境信息判断及路径决策的过程中乘客与站台环境中的变量因素，从而分析乘客在不同区域环境下对于站台可忍受最大拥挤度以及乘客感知拥挤度。
三、多层次行人行为模型下地铁大客流的优化
为了能够有效的应用多层次行人行为模型，从而实现地铁大客流的优化，本文以北京地铁中的1号线以及10号线的换乘车站国贸站作为分析研究对象。作为客流量较大的换乘车站之一，长期以来国贸站面临着严重的站大客流运输压力，如何结合多层次行人行为模型来实现国贸站大客流瓶颈的有效突破成为了当前需要关注的热点问题，其中，国贸站日常客流运输情况以及国贸站客流模拟运输情况分别如下图所示。
图1国贸站日常客流运输情况
图2国贸站日常客流运输情况
通过开展多层次行人行为模型分析，结合国贸站日常客流运输情况以及国贸站客流模拟运输情况，其中，针对1号线站台存在的客流密度高以及安全性低的问题，则应当采取信息引导的方式实现有效的客流控制，在此基础上提升客流的输送能力。针对10号线换乘以及1号线楼扶梯原本存在的能力分配不均以及设施负荷过大则现象，相关工作人员应当采取信息引导的方式实现流线组织，确保每个乘客能够准确的找到下一个目的地的指示牌，避免浪费多余的时间。
四、结束语
综上所述，多层次行人行为模型分析主要通过“宏观-中观-微观”分层次方法分析复杂场景下的地铁运输情况，从而优化我国交通运输体系。
参考文献：
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论文作者:陈龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：行人论文; 客流论文; 地铁论文; 多层次论文; 模型论文; 国贸论文; 视角论文; 《基层建设》2019年第20期论文;