盧丹琳

摘 要：在人群集聚性的大型活動散場中，行人流量在有限的物理空間內(nèi)高度聚集，存在排隊擁擠和流線交織的現(xiàn)象，出現(xiàn)疏散效率下降和潛在安全隱患等。以澳洲布里斯班皇后碼頭煙花活動為例，針對人群疏散行為和動態(tài)擁擠特性，通過Legion軟件建立動態(tài)的行人疏散仿真模型，對模型運行狀況和步行空間尺寸進行研究分析，找出交通組織方案和步行空間設(shè)計的風險點，對后續(xù)的設(shè)計方案更新和交通管理措施提出優(yōu)化建議，以保障此類大型活動行人疏散的安全性、便捷性和高效性。

關(guān)鍵詞：行人仿真模擬;大型活動;安全保障;服務(wù)水平;方案優(yōu)化

0 引言

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，各類人群集聚性的大型活動日益增加，對行人步行空間設(shè)計的安全性、舒適性和高效性提出了更高的要求。在大型活動的場所，各類設(shè)施都需要滿足行步的需求，人們采用步行的方式參與活動，行走的服務(wù)水平直接關(guān)系到了活動的質(zhì)量[1]。在傳統(tǒng)的行人交通分析中，采用靜態(tài)計算和定性分析進行評估，缺乏可視化和多層次的定量分析。隨著計算機科技的不斷發(fā)展，行人交通仿真作為新興技術(shù)，補充了可視化模擬和定量化分析，為方案的優(yōu)化及改善提供技術(shù)支撐。因此，如何科學有效地建立、優(yōu)化及評估大型活動仿真模型成為了相關(guān)領(lǐng)域研究的焦點，越來越受到廣泛的關(guān)注。

1 大型活動行人仿真方法及流程

由于大型活動人員密集，需要有效的進行行人交通組織、設(shè)施及管理方案設(shè)計及現(xiàn)場控制，以提供良好的活動過程行人交通服務(wù)。設(shè)計、規(guī)劃和管理控制上的問題，容易造成參加人員的不便。甚至會對活動中參加活動的人員形成安全隱患[1]。各級政府和開發(fā)機構(gòu)也對大型活動期間的行人交通評估逐步重視起來。以澳洲布里斯班皇后碼頭煙花活動為例，布里斯班政府要求對超大客流量的煙花活動進行行人交通評估，來保障活動期間行人疏散的安全性和高效性。

煙花活動疏散模型采用的是Legion行人仿真軟件，該軟件能夠仿真行人步行運動，并考慮到行人相互間的作用和與周圍環(huán)境中的障礙物之間的作用。在煙花活動疏散過程中，濱河觀賞區(qū)的人流向有限的步行疏散區(qū)高度聚集，存在排隊擁擠和流線交織的現(xiàn)象，通過Legion軟件可以動態(tài)模擬及定量評估疏散工況下的行人步行特性。

煙花疏散行人仿真流程包括：（1）圖紙解讀：根據(jù)圖紙及現(xiàn)場資料，對步行空間進行類別區(qū)分和路徑判斷;（2）交通需求預(yù)測：根據(jù)視頻采集法和步行空間分類法，來綜合預(yù)測煙花活動的人流量;（3）模型參數(shù)設(shè)定：在模型中設(shè)定客流特征（客流類型、客流比例、步速等）、客流OD數(shù)據(jù)、客流疏散規(guī)律等信息;（4）步行空間建模：根據(jù)步行空間范圍（包括扶梯、臺階、平緩/斜坡步道、過街人行橫道等）進行空間建模;（5）仿真模型調(diào)試、校核與運行：初步模型完成后，開始仿真運行，再不斷進行校核和調(diào)試;（6）仿真模型分析：根據(jù)模型輸出的動態(tài)視頻和定量圖表（最大密度圖、空間利用率圖、步行疏散時間等），找出交通組織方案和步行空間設(shè)計的風險點及其成因;（7）方案優(yōu)化及建議：根據(jù)模型分析結(jié)果，制定出步行空間設(shè)計與交通管理措施等優(yōu)化方案。

2 煙花活動的人流需求預(yù)測

皇后碼頭片區(qū)是集旅游、休閑和娛樂為一體的綜合度假片區(qū)，內(nèi)部有大量穿梭在建筑群之間的步行空間。煙花活動的交通需求預(yù)測有別于其它建筑內(nèi)部活動的人流測算，例如大型體育場有既定的觀眾上限，而煙花活動則需要基于視頻采集法和步行空間分類法，來綜合預(yù)測總客流量。

視頻采集法通過使用攝像機拍攝錄像，對相關(guān)的觀察性數(shù)據(jù)進行分析，包括流量和密度等，分析行人流特性。行人密度的計算是當該行人大約處于該區(qū)域的中間位置時，計算該區(qū)域的人數(shù)與面積的比值。根據(jù)視頻采集法，觀測出聚集度最高的人流密度不超過平緩步道的D級水平。

觀眾客流量根據(jù)各區(qū)域的視野限制和空間環(huán)境來綜合確定，以D級服務(wù)水平為基準，采用空間占用比例來進行需求預(yù)測。根據(jù)觀賞區(qū)域的空間條件，將空間占用比例參數(shù)應(yīng)用于這些區(qū)域，包括：（1）85%空間占用：不受視野限制，沒有或很少街道家具和景觀;（2）75%空間占用：部分視野限制，有少量街道家具和景觀;（3）45%空間占用：視野受限較高，有少量街道家具和景觀（見圖1）。所有行人小區(qū)的人流量合計為52 664人，即為煙花活動的總客流量。

3 行人疏散仿真模擬對規(guī)劃設(shè)計的意義

3.1 行人仿真模型結(jié)果分析

根據(jù)模型中各時間段的步行平均密度圖和整體疏散時間，同時結(jié)合動態(tài)模擬的運行情況，識別出模型中的行人活動區(qū)域的關(guān)鍵點。觀察這些關(guān)鍵點是否存在因服務(wù)水平過低而影響交通便利及安全的情況。行人服務(wù)水平采用的是Fruin教授提出的國際步行空間服務(wù)水平標準（見表1）。

3.1.1 平均密度圖分析

平均密度圖采用排隊情況下的服務(wù)水平進行評估。在開始疏散的前15分鐘內(nèi)，大部分區(qū)域服務(wù)水平為D級，只有小部分區(qū)域因人流時而匯集時而分散而出現(xiàn)E級，屬于正?，F(xiàn)象。在15～30分鐘時間段，在觀賞區(qū)與威廉大街銜接的步行臺階處出現(xiàn)服務(wù)水平E/F級的瓶頸點（見圖2），比前15分鐘要更為擁堵，主要是因為更多人步行涌入皇后碼頭北側(cè)的威廉大街，而此步行臺階的寬度不滿足疏散時的交通量。在30～45分鐘時間段，中心區(qū)的賭場內(nèi)仍有人流乘坐電梯或扶梯至地面層進行疏散，此類人流對濱河觀賞區(qū)的人流疏散的影響不并大。模型運行45分鐘后觀賞區(qū)人流全部疏散完，僅在與威廉大街銜接的步道臺階區(qū)域有小部分人流還在疏散中。

3.1.2 疏散時間分析

通過對模型內(nèi)各時刻人流量的統(tǒng)計，反向推算出步行疏散時間。模型初始階段人流量為52 664人，運行45分鐘后疏散了93.5%人流，運行1小時后疏散99.7%人流（見表2）。由此看出煙花活動的總體客流可以在1小時內(nèi)全部疏散完。

3.2 對工程設(shè)計的評估和優(yōu)化建議

基于Legion軟件的模型分析結(jié)果，對工程設(shè)計的整體評估和優(yōu)化建議如下：

（1）現(xiàn)方案交通組織的整體疏散時間可接受：煙花活動總客流為52 664人，在煙花活動結(jié)束時按一定的離散時間規(guī)律進行疏散，仿真模型中的所有人流可以在1小時內(nèi)全部疏散完，說明現(xiàn)方案的步行空間布局和整體疏散路線能夠滿足預(yù)測客流量。

（2）拓寬與威廉大街銜接的步行臺階：在模型運行中，在與威廉大街銜接的步行臺階處出現(xiàn)E/F級服務(wù)水平。主要是因為較多人流選擇些路徑，同時臺階寬度較窄，其通行能力較難滿足短時間簇擁而來的擁擠人流。因此建議將步行臺階根據(jù)流量要求，由原來的7 m拓寬至14 m。

（3）威廉大街采用禁止車行通行的管控措施：現(xiàn)方案模型中，威廉大街禁止車行通行，行人無需等紅綠燈可以直接穿行馬路。在此條件下威廉大街的平均密度圖仍會出現(xiàn)C-D級的服務(wù)水平，因此建議后續(xù)繼續(xù)實施這一臨時性交通管控措施，以防止行人頻繁等綠燈增加該區(qū)域的排隊和擁堵。

4 結(jié)論

大型活動行人聚集效應(yīng)明顯，尤其是進場和散場時，行人交通流量大，密度高，存在多處行人瓶頸和行人流交織區(qū)域，不安全因素較多[2]。以澳洲布里斯班皇后碼頭煙花活動為例，運用行人仿真軟件構(gòu)建煙花活動人行疏散模型，通過輸出的動態(tài)運行情況和定量分析結(jié)果，找出整個疏散模型中的步行空間的關(guān)鍵點，對步行空間尺寸進行優(yōu)化設(shè)計，客觀評估步行網(wǎng)絡(luò)是否能滿足大規(guī)模人流的疏散要求。通過研究，仿真分析可對大型活動行人交通運行安全保障進行有效的動態(tài)評價，為相關(guān)方案的優(yōu)化及改善提供技術(shù)支撐，從而保證大型活動行人組織的安全性、便捷性和高效性。

參考文獻：

[1]史建港.大型活動行人交通特性研究[D].北京：北京工業(yè)大學，2007.

[2]吳嬌蓉，陸蘇剛.大型活動行人交通仿真[J].交通與運輸，2013（7）：44-47.