城市轨道交通车站乘客群集风险研究

As a type of crowded location, the transfer station of rail transit is bearing huge passenger flow with pulse style, where exists high accident risk of crowd trampling. Once accident happens evacuation shall be rather difficult, thus the safety of gathering and evacuating becomes the focusing point of all concerning parties. This subject shall start with researching moving rules of the passengers, set up two-dimensional model for movement of passengers utilizing the potential flow theory of hydromechanics, and analyzing the relevance between the relating macroscopic characteristic-parameters of passenger flow, such as density, speed,flux, etc. By introducing dipole, simulating the disturbance phenomenon caused by high-density crowd and analyzing the variation rules of the moving situation of passengers when the disturbance factors (such as location, scope or duration time of the disturbance for different density of passenger flows) are changing, the critical condition for causing crowding accidents shall be fixed. Based on perception of passengers, the risk model for passenger gathering at urban rail transit stations shall be established.

轨道交通换乘站作为人员密集型场所，换乘客流大，且具有脉冲性，存在较大的拥挤踩踏事故隐患，一旦发生事故，疏散困难，因此站内乘客集散安全成为各方关注的焦点。本课题拟从研究行人宏观运动规律入手，利用流体力学势流理论，建立行人运动的二维势流模型，分析密度、速度、流量等相关行人流宏观特征参数之间的关联性。通过引入偶极点，模拟高密度人群中由于拥挤引发的扰动现象，分析不同人群密度下扰动的位置、范围、持续时间等因素变化时行人整体运动状态的变化规律，得出拥挤事故发生的临界条件，基于乘客感知，构建城市轨道交通车站乘客聚集风险模型。

城市轨道交通由于具有运量大、效率高、舒适性好、节能环保等优点，在居民日常出行中扮演着越来越重要的角色。但是，由于客流量的不断增长，一些城市轨道交通车站出现了局部客流密度过高，乘客无法上车，因过于拥挤导致的拥挤踩踏事故等许多问题。目前，国内外对城市轨道交通车站内乘客发生拥挤踩踏事故的研究还不够深入，如乘客通过瓶颈区域时的速度、密度、流量变化规律，发生拥挤踩踏事故时乘客之间的挤压力分布情况及其临界值等。本课题基于现场调研数据，建立了行人流宏观模型，编程实现了基于有限差分法的模型求解算法；随后，采用改模型模拟通道内障碍物持续存在、换乘通道内障碍物持续一段时间后消失、“I”型通道、“中”型通道这四种情况下乘客的密度、流通量随时间的变化规律；其次，研究了换乘通道内发生拥挤踩踏事故时乘客的滞留面积、滞留人数、滞留密度、疏散时间的变化规律；最后，利用基于离散元模型的PFC2D软件，研究了乘客发生拥挤踩踏事故时人群内部受到的最大挤压力与乘客层数之间变化规律，最终得到了最大挤压力-乘客层数的函数表达式；这些成果对于预防城市轨道交通车站内拥挤踩踏事故的发生起到了重要作用，对车站内设施的布局优化也具有重要的意义。