行人交通模型微观仿真·学术研究行人交通模型与微观仿真■胡明伟深圳大学土木工程学院交通工程系，深圳518060摘要：行人交通是一种重要的交通方式，也是个人出行活动必不可少的行为。从描述行人运动行为的尺度和精细程度出发，将行人交通仿真模型划分为宏观模型、中观模型和微观模型3类，并分析其原理和特点。在对现有行人微观仿真软件调研的基础上，提出Legion、STEPS、SimWalk、AnyLogic是适用于正常情况和疏散情况的软件，研究了如何具体运用上述软件实现模型建立，探讨了建筑空间平面创建、数据输入、参数标定、输出数据的分析处理等关键步骤和流程。研究表明，充分利用已有软件可实现快速有效的行人交通仿真建模。关键词：行人交通仿真；微观仿真；元胞自动机模型；社会力模型众多，解析方法和实验方法都有一定的局限性。仿真0引言方法融合了解析方法和实验方法的优势，在采集行人运动行为特性数据的基础上，建立行人运动的模型，行人交通是出行活动中必不可少的组成部分，也通过离散事件或连续事件仿真来直观地刻画行人交是短距离出行的主要方式。随着社会经济的发展进通。相比单纯的解析方法和实验方法，仿真更适宜描步，人们不再满足单纯的交通可达，而是进一步强调述大规模、复杂的行人交通，并且能够进行重复性的、出行活动起讫点之间全过程的舒适性和安全性。行人现实中难以开展的实验(如发生紧急情况)，非常适合交通设施的不足往往成为影响交通系统效率和安全的与行人交通有关的设计以及运营方案的评估和检验。瓶颈，关于其设计和运营管理的研究还比较缺乏。此本文回顾行人交通仿真的发展概况，探讨和比较外，有关行人交通研究的应用正在延伸到建筑设计、宏观模型、中观模型、微观模型的原理和算法，重点城市规划和设计等许多领域，如大型公共建筑(体育赛选择了Legion、STEPS、SimWalk和AnyLogic四种场馆、机场、火车站、地铁车站等)步行空间的设计、适用于正常模式和疏散模式的微观仿真软件，研究了人群高密度聚集场所的紧急疏散预案制定和评估等。如何利用上述软件进行快速建模，并比较分析了其技国际行人及疏散动态学大会(ConferenceoRPedestri—术性能。anandEvacuationDynamics)从2001年起至2008年已经举办4届，表明行人交通的研究日益得到关注。1行人交通研究概况行人交通研究的方法可分为解析方法、实验方法和仿真方法3类。由于行人运动行为复杂，影响因素国内外对行人交通的早期研究主要通过现场观测收稿期：20094一J0l萆金项日：围家自然科学l荜金资助(50878132)；住房和城乡建设部2008年科学技术项臼计划资助(2008K9—2)作者简介胡明伟(】972一)，男，湖南衡阳人，副教授，主要研究向：交通仿真。Email：bumw2005@126com19道路交通与安全藜卷鼙3鬻2{挎簿6髑计算行人交通设施的通行能力和服务水平，为设计和拟行人交通。行人交通仿真模型分为3类：第1类为规划提供依据。Fruin给出了由统计得出的人群平均宏观模型，把行人模拟为连续流动介质；第2类为中行进速度与人群密度的关系曲线，并且将道路交通理观模型，介于微观和宏观之间；第3类为微观模型，论中“服务水平”的概念引入人群运动的研究中。美将行人视为具有一定行为的个体，属于当前的主流国道路通行能力手册2000版(HighwayCapacity模型。Manual2000，HCM2000)将行人占用空间和行人流量作为服务水平的衡量指标，给出了行进行人和排队2．1宏观模型等待行人的服务水平标准。宏观模型将拥挤的人流近似为气体或流体。将流在应用层面，我国《城市道路设计规范》l-1J给出体力学的理论和方法应用于行人流的建模仿真。这种了人行道、人行横道、人行天桥、人行地道的可能通建模有合理之处，但无法考虑个体行人问的相互作用行能力和设计通行能力折减系数。《城市道路交通规和差异，对行人运动的模拟比较粗糙，行人交通系统划设计规范》L2J规定城市中规划步行交通系统应以步的非线性也限制了该方法的适用范围，如今已不是主行人流的流量和流向为基本依据，人行道宽度应按人流模型。行带的倍数计算，给出了人行道宽度和最大通行能力。《地铁设计规范》_3_规定了地铁车站行人流通行区2．2中观模型的通过能力，如1m宽楼梯、自动售票机、自动检票中观模型以格子气模型为代表，融合了宏观模型机等的最大通过能力，规定了站台层紧急疏散的标准和微观模型，将平面划分为小格子或三角形，行人位于交点处，其运动方向为前、左、右3个方向，依照和计算方法。、上述研究和应用对行人交通设施的规划和设计起这3个