基于地铁网络的区域大规模人群应急疏运机制及策略研究

根据自然科学基金重大研究计划"非常规突发事件应急管理研究"的指导思想和科学目标，紧紧围绕核心科学问题"紧急状态下个体和群体的心理和行为反应规律"下的"非常规突发事件的区域大规模人群疏散机制和策略"这一研究方向，以"情景－应对"为基本思路，利用实验、观测、问卷调查和模拟仿真相结合的方法，探索非常规突发事件下，基于城市地铁网络的区域大规模人群应急疏运过程中的宏观交通与微观个体混合的动力学规律，集中对人流个体和群体行为特征、网络化交通疏运机理和预测模拟方法等关键科学问题进行研究，在此基础上，提出突发事件时区域性大规模人群疏运、疏散的应急和组织措施，为我国城市应对非常规突发事件和应急预案制定提供理论方法支持和实验帮助。项目提出的预测模拟方法和应急疏运组织策略可为集成升华平台提供基础的理论、预测模拟方法及实验数据，为提高应急预案制定的科学性提供支持。

项目利用实验、观测、问卷调查和模拟仿真相结合的方法，探索非常规突发事件下，基于城市地铁网络的区域大规模人群应急疏运过程中的宏观交通与微观个体混合的动力学规律，集中对人流个体和群体行为特征、网络化交通疏运机理和预测模拟方法等关键科学问题进行研究，在此基础上，提出突发事件时区域性大规模人群疏运、疏散的应急和组织措施，为我国城市应对非常规突发事件和应急预案制定提供理论方法支持和实验帮助。项目提出的预测模拟方法和应急疏运组织策略可为集成升华平台提供基础的理论、预测模拟方法及实验数据，为提高应急预案制定的科学性提供支持。.首先，采用观测、问卷调查和实验等手段综合开展人群疏运动力学特性研究。利用观测、图像监控等方法对地铁内大规模群集与线网扩散特征、车站各关键部位和节点的人流通行速率、客流在不同通道路径上的运动行为特征、拥塞发生部位和形成规律、车站交叉客流与相互作用等进行研究，并建立理论预测模型。组织多城市、大范围的问卷调查，比较了不同城市地铁人群在假想突发事件时心理反应和行为趋向；利用实验手段测量人员个体的运动参数，比较不同年龄、性别之间的区别。.同时，基于宏观交通模型和微观个体行为模型，发展非常规突发事件下地铁人群疏运的安全分析理论与预测模型，研究车载疏运和人流运动的耦合关系，具体包括：通道-行车疏运安全分析模型、站台-行车疏运安全分析模型、列车运能疏运安全分析模型、公共区集散能力安全分析模型、疏运网络调配分析模型通、道饱和度分析模型、通道节点能力匹配分析模型。利用基于个体的人员动力学模型，建立地铁车站疏运模型，通过改变进出站通道方案、售检票设置方案、行车组织模式、限流对策等，对突发事件条件下的大规模人群运动过程进行数值模拟研究；利用实验和数值模拟进行理论分析，检验和校正预测模型。.研究了针对非常规突发事件时，地铁网络中突发大客流区域性应急疏运、车站及区间隧道疏散的组织管理策略。首先研究了地铁大规模人群疏运的应急报告程序、应急处理程序、限流作用机制等应急管理策略，并结合具体实例的模拟研究，展现了应急疏运策略的作用机理。此外提出了地铁车站火灾应急疏散策略、地铁隧道火灾应急疏散策略；并利用基于个体的疏散模拟技术，对不同疏散策略情况下的地铁车站人员疏散效率和疏散时间和效率进行了对比研究；通过数值模拟研究，比较了地铁隧道内列车疏散情况下不同疏散模式的效率。