基于多源空间定位技术的地下空间时空行为研究

Facing the problems of uncertain about peoples’ activities in underground space and the shortages in underground administration system, this project aims to study the spatio-temporal relation and interaction mechanism between individual, pedestrian crowds and underground environment based on multi-source space positioning data. It is expected to develop the spatial performance evaluation method through modelling and simulating peoples’ spatio-temporal behaviors in underground space. Firstly, adopt space positioning technique to collect pedestrians’ position and behavior data that used to establish the underground spatio-temporal information database; next, operate numerical analysis to clarify the influential of environmental factors to pedestrians’ OD distribution, route choice and individual interaction, then modeling pedestrians’ spatio-temporal behavior based on collected data; Finally, adopt multi-agent simulation approach to clarify pedestrians’ spatial movement and activities, and evaluate spatial service performance of underground pedestrian space based on pedestrians’ spatio-temporal behavior data. This project expects to improve the framework of spatio-temporal behavior theory and support the human-oriented underground planning and management.

针对现阶段地下空间利用存在的对现状把握不足、管理体系不完善等问题，课题以多源空间定位数据为基础，从时空间的视角对地下空间环境与步行者个体/群集的动态空间关系及作用机制进行重新审视，以期通过个体/群集行为建模及预测，建立地下空间性能化评价体系。研究内容包括：首先，通过多源空间定位技术获取步行者个体和群集的时序空间行为数据，建立时空间信息数据库；然后，基于时空间行为信息，应用数理解析模型定量分析物质环境因素对步行者出行需求、路径选择和群集状态的影响机制，建立步行者时空间行为模型；最后，利用多智能体模拟技术分析步行者空间移动及行为活动，探索基于步行者时空间行为的地下空间性能化评价方法，为智慧化地下空间规划管理提供技术支持。

轨交站域地下空间功能复合化、结构网络化发展趋势下，把握地下空间利用者的移动与时空间分布对于步行系统优化和城市综合防灾具有重要意义。针对现阶段地下空间利用存在的对现状把握不足、管理体系不完善等问题，课题通过时序空间定位、时空行为场景构建、时空间行为模拟、空间性能定量化评价等方法，从战略、战术、执行三个层级，探索城市空间环境、地下行人系统、步行者群集、个体多作用主体间的动态空间关系和作用机制。课题在以下几个方面取得重要进展：首先，基于城市空间开放数据，构建地下行人系统空间信息数据库，基于定点图像采集技术和目标重识别算法提取地下空间利用者时空路径，构建时空行为数据库；第二、基于决策层级理论下地下行人系统多主体作用模式，以时空路径抽样和场景观测数据为基础，提出战略、战术、执行层级下时空行为场景记述和构建方法，建立地下行人系统时空间行为模型；第三、基于多智能体时空路径重演和群集流动模拟解析服务设施、步行网络、空间单元内利用者的时空间分布和个体间相互作用，通过步行网络系统、空间单元、个体状态参数的定义量化测度反映地下行人系统步行环境品质、步行群集拥堵、社会接触风险的性能化指标，通过模拟路径规划、步行群集管控、非医药干预措施的条件下性能化指标的优化效果支持智能化地下空间管理与设计。将研究成果与教学实践相结合，形成科研与教学的互馈机制。课题研究期间，成员共在核心期刊上发表学术论文9篇；参与国际学术交流活动3次；培养博士生完成学位论文3篇，硕士生完成学位论文12篇。