地鐵站人群規(guī)律及特征研究(廣州地鐵)概況

1、標(biāo)題：地鐵站人群規(guī)律及特征研究（廣州地鐵）billy轉(zhuǎn)載發(fā)布時(shí)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(kuò)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(dòng)高峰時(shí)段，各類(lèi)人群不斷涌向地鐵站內(nèi)，造成相關(guān)地鐵站的擁擠。本文在對(duì)密集人群流動(dòng)規(guī)律的基本內(nèi)涵和分析指標(biāo)進(jìn)行界定的基礎(chǔ)上，以廣州地鐵系統(tǒng)中的某換乘車(chē)站甲和非換乘車(chē)站乙為研究對(duì)象，分別分析地鐵站內(nèi)的人群組成規(guī)律和人群流動(dòng)規(guī)律，并進(jìn)一步從地鐵進(jìn)出站人流規(guī)律和人群平地移動(dòng)速度、上下樓梯移動(dòng)速度的角度對(duì)其流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)研究。人群速度關(guān)鍵詞：人群流

2、動(dòng)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(kuò)展以及交通壓力的不斷突現(xiàn)，各大城市針對(duì)本地的基本情況，分別發(fā)展和完善相應(yīng)的城市軌道交通（地鐵）系統(tǒng)。由于地鐵具有運(yùn)行速度快、車(chē)次多、旅客運(yùn)送量大以及運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，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(shí)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(chē)站閘機(jī)及視頻監(jiān)控資料，挖掘地鐵車(chē)站大客流人群流動(dòng)規(guī)律，為突發(fā)事件下的應(yīng)急疏散模擬研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1 密集人群流動(dòng)規(guī)律內(nèi)涵及其分析指標(biāo)界定1.1 密集人群流動(dòng)規(guī)律的內(nèi)涵人群流動(dòng)規(guī)律是指人群行走時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的群體運(yùn)動(dòng)

3、規(guī)律，通常被稱(chēng)為人行走規(guī)律、人群運(yùn)動(dòng)規(guī)律、行人運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。人群流動(dòng)規(guī)律包括宏觀(guān)規(guī)律和微觀(guān)規(guī)律。宏觀(guān)規(guī)律主要指行人集體所表現(xiàn)出來(lái)的密度、速度和流量等特征；微觀(guān)規(guī)律主要指單一行人在某段時(shí)間內(nèi)因其心理和生理因素的影響而表現(xiàn)出來(lái)的決策行為和采取的動(dòng)作1。盡管人的行為比較復(fù)雜，會(huì)在一定程度上表現(xiàn)出無(wú)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(shí)，人的運(yùn)行互相受到其他人的影響，人群的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出一些單一個(gè)體不具備的群體特征。常見(jiàn)的人群流動(dòng)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(duì)于繞道或者反向運(yùn)動(dòng)表示出強(qiáng)烈的厭惡心理；行人總是與他人或公共設(shè)施邊界保持一定的

4、距離；行人有時(shí)會(huì)重復(fù)別人的行為方式；在擁擠場(chǎng)合，人群通常會(huì)因?yàn)榭只旁斐赏茢D和驚跑，從而導(dǎo)致沖撞踐踏并引起傷亡事故等。%（3）密集人群中雙向流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生“自動(dòng)隊(duì)列”的自組織現(xiàn)象。自組織不是提前刻意計(jì)劃、組織形成的，比如通過(guò)指示牌、法規(guī)和習(xí)慣等方式，而是一種自然現(xiàn)象?！白詣?dòng)隊(duì)列”現(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(jìn)。（4）當(dāng)人群通過(guò)一個(gè)入口或出口處時(shí)，若有次序地行進(jìn)，可順暢流通。行進(jìn)速度愈快則流量愈大。而當(dāng)人群很擁擠時(shí)，則流量大大減少。這就是所謂的“瓶頸效應(yīng)”。（5）整個(gè)人群同步接受到緊急撤離信息后，同步或在相近時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)行動(dòng)，當(dāng)出口的寬度

5、限制了密集人群的流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致密集型人群移動(dòng)在出口處形成聚集，呈現(xiàn)拱形分布的特點(diǎn)，如圖12。0先OqJ閨1拱形效應(yīng)示意圖1.2 人群流動(dòng)規(guī)律的分析指標(biāo)界定自上世紀(jì)初期以來(lái)，密集人群流動(dòng)規(guī)律的研究逐漸成為行業(yè)的熱點(diǎn)，并為人群疏散提供理論支持。學(xué)者通過(guò)采取觀(guān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)人群流動(dòng)的基本特征進(jìn)行分析，具體包括人群組成分析、人群速度分析、人群變動(dòng)分析等3。常見(jiàn)的分析指標(biāo)包括如下幾種：（1）人群流動(dòng)規(guī)律：指人群行走時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的群體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2）人群速度：指某群人在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度，單位是m/s。（3）人群密度：指一個(gè)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(gè)涵義上表示，一個(gè)涵義是人群中個(gè)體能夠占有的空間，另一個(gè)涵義是個(gè)體行走所需的空間。（5）人流量：通過(guò)指定區(qū)域的人數(shù)。可以是平均每分鐘的人流量，單位是人/min,也可以是某段時(shí)間內(nèi)的人流量，單位是人。（6）人群速度方向是指?jìng)€(gè)人自由選擇的行走方向，在此基礎(chǔ)上形成的人流的速度方向,包括同向流動(dòng)型、雙向流動(dòng)型、交叉流動(dòng)型、中心聚攏型、四周發(fā)散型和散漫無(wú)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(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)和管理。為了研究方便,我們選取其中的兩個(gè)車(chē)站進(jìn)行重點(diǎn)研究,其中一個(gè)是換乘車(chē)站甲,另一個(gè)是非換乘車(chē)站乙。甲車(chē)站是廣州地鐵的兩條主要線(xiàn)

7、路的換乘車(chē)站,客流量較大。該車(chē)站為地下3層結(jié)構(gòu),負(fù)1層為站廳層、負(fù)2層為設(shè)備層,負(fù)3層為站臺(tái)層；甲車(chē)站共有5個(gè)出入口。乙車(chē)站為廣州地鐵主要干線(xiàn)支線(xiàn)上的一個(gè)重要車(chē)站,人流量一般較大。該車(chē)站為東西走向,車(chē)站分為地下2層,負(fù)1層為站廳層,負(fù)2層為站臺(tái)層,站臺(tái)為島式站臺(tái),該車(chē)站有A、B、C、D共4個(gè)出入口。3 車(chē)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(ài)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(shí)和承受擁擠的能力等，進(jìn)而對(duì)人群流動(dòng)規(guī)律產(chǎn)生影響。本節(jié)在簡(jiǎn)要介紹人群分布影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)廣州某地鐵站內(nèi)人群分布的基本情況進(jìn)行進(jìn)一步分析。3.1年齡

8、特征對(duì)速度的影響分析年齡通常會(huì)影響人的速度，年齡在18歲40歲的人群運(yùn)動(dòng)速度明顯高于60歲以上的老年人。老年人運(yùn)動(dòng)速度在0.6m/s1.2m/s之間，相對(duì)于成年人有很大的差異；青少年運(yùn)動(dòng)速度與成年人速度相當(dāng)；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(chē)站的人群分布特征分析本文選取廣州某地鐵車(chē)站，對(duì)站內(nèi)的人群組成進(jìn)行研究，主要采用二維分類(lèi)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(diǎn)，以50歲作為中老年的分界點(diǎn)）。在收集上述6類(lèi)乘客信息的同時(shí)，

9、本文也分析并研究了不同時(shí)間段下這兩類(lèi)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(shì)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(dāng)，由此也可說(shuō)明是否選擇乘坐地鐵和其性別無(wú)關(guān)。從圖3可以看出，男女乘客比例均在40%60%之間波動(dòng)，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(huì)出現(xiàn)峰值，此處應(yīng)加強(qiáng)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(shì)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(dá)到71%，老年

10、乘客較少。這與地鐵的出行目的有關(guān)，該換乘車(chē)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(chē)或乘坐出租車(chē)，而老年乘客則傾向于步行或乘坐公交車(chē)。從圖5可以看出，青年乘客比例在60%90%之間變動(dòng)，在上午9：00、13：00、17：00以及23：00處達(dá)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(shí)間，年輕乘客活動(dòng)較為頻繁，人群速度在這幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)達(dá)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(shì)分析從圖6可以看出，攜帶行李乘客比例從7：00開(kāi)始上升，到9：00達(dá)到第一個(gè)峰值，然后持續(xù)下降至13

11、：00，然后急劇上升，在1500達(dá)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(gè)峰值，到23：00接近0。（4）攜帶小孩乘客所占比例及變化趨勢(shì)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(kāi)始下降，并在13：00達(dá)到第一個(gè)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(diǎn)，達(dá)到人群總數(shù)的10%，從峰值下降至21：00后又略微上升。4 車(chē)站人群流動(dòng)因素分析地鐵站內(nèi)的人群流動(dòng)內(nèi)容主要包括：人群的進(jìn)出站流量，換乘人流量和人群速度等。各類(lèi)人群流動(dòng)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(chē)站和乙車(chē)站的數(shù)據(jù)，對(duì)人群流量特征和人群速度特征進(jìn)行分析。4.1人群流量特征分析通過(guò)選取乙站的軋機(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)車(chē)站全年和重大節(jié)假日期間的進(jìn)出站流量、日均客流量和典型月份進(jìn)出站流量進(jìn)行對(duì)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(bào)告主要考慮4個(gè)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。考慮到12月24日是周五，雖為西方節(jié)日圣誕節(jié)，但對(duì)各企事業(yè)單位仍為工作日，可以

13、用其近似表示平時(shí)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(dāng)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(jìn)出站人群流量變化趨勢(shì)。此外，鑒于某一時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)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(shì)圖8表示，在6：00之前，乙站的進(jìn)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(jìn)出站流量和總流量分別出現(xiàn)兩個(gè)峰值，總流量分別達(dá)到2339和4233，是人群流

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

15、可以反映大型活動(dòng)對(duì)廣州地鐵人流量的影響。通過(guò)選取11月12日亞運(yùn)會(huì)首日的數(shù)據(jù)作為樣本，具體包括當(dāng)日每15min取樣的89組數(shù)據(jù)。將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整理和分析后，以折線(xiàn)圖的形式表示亞運(yùn)會(huì)首日乙站的進(jìn)出站流量和總量差值的變化趨勢(shì)，如圖10。38d?3&83dd-djAiriiriwiR審襯槨中n1IIiitrnrii3-HF-rj.0aaoDsc進(jìn)出詁帥圖10廣州亞運(yùn)會(huì)首日進(jìn)出站流量、總量及其差值的變化趙勢(shì)如圖10，該站的進(jìn)出站流量在凌晨0：00出現(xiàn)一個(gè)小高峰，考慮到實(shí)際情況，可能是因?yàn)閬嗊\(yùn)會(huì)期間各國(guó)人不同的生活習(xí)慣。11月12日白天的客流量從9：0019：00一直較高，對(duì)比亞運(yùn)會(huì)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(guān)系和規(guī)律。此外，全天進(jìn)出站總流量的最大值出現(xiàn)在下午15：00左右。進(jìn)出站差值曲線(xiàn)表示乙站內(nèi)和站臺(tái)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(guó)慶節(jié)、春節(jié)以及大型體育賽事，本文將4天的進(jìn)出站數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。由于原始數(shù)據(jù)存在丟失，將每天的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(jìn)出站人群流量的變化趨勢(shì)對(duì)比。4S0DIGODn一3010iD1S201011月HE201012月MH26年1SCO100D育lrlT-1應(yīng)宮密龍一宮凹丈00亦rm宮U1C-I炳宮亦TI亍I-宮gs含萬(wàn)口匚會(huì)H百ooLn-g

17、一-00亦TI國(guó)-00凹總11單LIJS出站總曜變化趨勢(shì)的対比分析圖11反映了乙站在國(guó)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(shí)段為上午7：009：00,晚高峰時(shí)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(shì)不明顯。4.1.2節(jié)假日期間人群流量分析上節(jié)以折線(xiàn)圖的形式反映該站4個(gè)特定日期的單日進(jìn)出站人群流量變化趨勢(shì)。本節(jié)將重點(diǎn)考慮國(guó)慶假期、春節(jié)以及廣州亞運(yùn)會(huì)期間的單日人流總量變化趨勢(shì)，如圖12和圖13。12L訓(xùn)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(jìn)吐客淤H2RT2CEHSEI2CWE品(.舄HOT禪r-lsETOICE目寫(xiě)TcncmIgcrJH2舄T2C0R-is宮ra13廣州亞運(yùn)會(huì)齡】的單日人流量對(duì)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(jìn)出站總流量約為163578，客流量呈逐日遞減的趨勢(shì)；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(yùn)會(huì)期間的單日客流量對(duì)比分析柱形圖（圖13）反映出賽事首日的開(kāi)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(lái)的速度狀態(tài)，它不是由單個(gè)人的速度決定的，而是人群在行走過(guò)程中互相影響和制約表現(xiàn)出來(lái)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(duì)其影響因素進(jìn)行分析。4.2.1平地速度分析人群速度大小是表征移動(dòng)快慢的物理量。一般來(lái)說(shuō)，人員密度越大，整體移動(dòng)速度越慢。圖14顯示廣州地鐵某車(chē)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(shí)的步長(zhǎng)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(duì)各類(lèi)人群在不同密集程度下的上下樓速度進(jìn)行分析，在充分考慮換乘線(xiàn)路的情況下，對(duì)非密集區(qū)域的上下樓梯速度進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)視頻記錄中的

20、人群上下樓梯情況進(jìn)行分類(lèi)和數(shù)據(jù)提取，將上下樓梯的人群對(duì)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(lèi)，并將各類(lèi)人群的上下樓速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出各類(lèi)人群在不同密集程度下的上下樓梯速度情況，可以總結(jié)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(lèi)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(lèi)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(shí)，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(yàn)這些數(shù)據(jù)是否近似服從正態(tài)分布，檢驗(yàn)結(jié)果如圖15。圖15的正態(tài)P-P圖進(jìn)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(jié)束語(yǔ)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(dòng)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(shí)段，且晚高峰的持續(xù)時(shí)間大于早高峰；大型體育賽事會(huì)導(dǎo)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(duì)較少，甚至低于全年日均客流量。此外，各類(lèi)人群在平地、上樓