重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院 唐禎

一、MassMotion仿真平臺(tái)

MassMotion是一種基于代理的高級行人模擬和人群分析軟件，具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析功能和離散事件仿真功能，應(yīng)用范圍非常廣泛。MassMotion中使用的3D環(huán)境可以在軟件中直接創(chuàng)建或者從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CAD和BIM工具導(dǎo)入，再在scene里建筑內(nèi)部環(huán)境，通過設(shè)置組件的屬性，可以使它們達(dá)到與仿真對象在真實(shí)場景中所具有的功能。使用activities中的事件發(fā)生工具，輸入根據(jù)計(jì)劃時(shí)間在其位置中的每個(gè)活動(dòng)區(qū)域隨機(jī)生成的旅客代理的數(shù)量，可以執(zhí)行建筑元素和活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)過程。

二、軌道站交通組織優(yōu)化方法分析

軌道站的交通組織優(yōu)化需要從整體路網(wǎng)和整個(gè)區(qū)域的角度分析交通問題，并通過改進(jìn)交通組織方式等“軟”措施來增加軌道站通行能力，以改善交通秩序。

交通優(yōu)化方案和交通措施的制定主要通過模擬仿真以說明方案的必要性、可行性和有效性。基本的優(yōu)化方法有以下幾種：

（一）交通分離組織優(yōu)化

軌道站內(nèi)有不同種類、不同流向的交通流混合在一起，易產(chǎn)生交叉沖突。主要通過空間分離和時(shí)間分離處理人流沖突。（1）空間分離。通過對行人流線組織的優(yōu)化，減少交通流的交叉沖突。常見的方法是設(shè)置導(dǎo)向線、導(dǎo)流欄桿等。（2）時(shí)間分離。軌道站的時(shí)間分離主要靠列車到發(fā)時(shí)間的安排，將不同人流的行動(dòng)時(shí)間錯(cuò)開。可以通過編排更加合理的列車到發(fā)時(shí)刻表等實(shí)現(xiàn)。

（二）交通信息組織優(yōu)化

交通信息的基本要求是及時(shí)、有效、準(zhǔn)確和全面。需要對軌道站的引導(dǎo)標(biāo)志進(jìn)行優(yōu)化，使其更加準(zhǔn)確、全面。

（三）潮汐交通組織優(yōu)化

潮汐交通組織，是指在不同的時(shí)間段變換某些路段的流線方向和流線種類。需要對現(xiàn)狀客流、交通組織方式進(jìn)行分析，找到更合理的潮汐交通組織。

三、實(shí)例分析

（一）重慶軌道交通兩路口站概況

重慶軌道交通兩路口站位于重慶市渝中區(qū)的兩路口長江一路、中山三路交匯處，集散客流量極大，是重慶市的重要交通站點(diǎn)。兩路口軌道站屬于換乘站，聚集了重慶市地鐵1號(hào)線和單軌3號(hào)線。兩路口站是地下站，其站廳在最上層，有兩個(gè)站臺(tái)層，1號(hào)線站臺(tái)在上層，3號(hào)線站臺(tái)在下層。站廳層共有7個(gè)出入口，出入口分布如圖1所示。（1）站廳層和站臺(tái)層布局。重慶軌道交通兩路口站共有3層，其中負(fù)一層為站廳層，乘客在此完成購票、安檢、進(jìn)出站。兩路口站的負(fù)二層為地鐵1號(hào)線的站臺(tái)層，負(fù)三層為單軌3號(hào)線的站臺(tái)層，站臺(tái)類型均為島式站臺(tái)，主要功能是完成乘客上下車作業(yè)。（2）進(jìn)站流線、出站流線和換乘流線。重慶軌道交通兩路口站屬于換乘站，乘客流線可以分為三類：進(jìn)站流線、出站流線和換乘流線。

圖1 重慶軌道交通兩路口站區(qū)位圖

（二）仿真建模

1.現(xiàn)狀交通組織仿真建模

本文需要利用MassMotion仿真軟件對重慶軌道兩路口站的交通組織現(xiàn)狀進(jìn)行模擬。仿真建模過程分為以下三個(gè)主要階段：（1）環(huán)境建模。將用CAD繪制好的站廳站臺(tái)層的平面布局圖導(dǎo)入MassMotion作為底圖，把平面圖的各個(gè)分區(qū)應(yīng)用工具選中將其設(shè)置成地板、障礙物等場景，來表示實(shí)際車站的主要設(shè)施設(shè)備。（2）創(chuàng)建行人事件。本文的兩路口站主要需要?jiǎng)?chuàng)建的行為和事件有乘客進(jìn)站軌跡、車輛事件以及其他關(guān)鍵參數(shù)的建立。①乘客進(jìn)站軌跡。首先設(shè)置三種不同的token表示通行證，分別為“安檢”“購票”“問詢”。然后創(chuàng)建action事件，設(shè)置六種方式及其比例。之后在出入口portal控件的行為屬性里選擇按順序發(fā)生，第一步引用已創(chuàng)建的action比例事件，第二步選擇“ifthenelse”命令，導(dǎo)入不同的token及其對應(yīng)的server。②車輛事件。首先根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)編制兩個(gè)站臺(tái)不同行駛方向的時(shí)刻表，錄入對應(yīng)的vehicle中，同時(shí)選擇需要通過的車門，并根據(jù)停站時(shí)間確定車門的可通行時(shí)間。然后設(shè)置乘客上下車行為，最后對不同方向的代理人進(jìn)行顏色區(qū)分。③其他關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置。步行速度：垂直步行速度，采用樓梯減速因子；水平步行速度，采用觀察到的最小和最大水平速度值以及平均值三角分布模式。行人空間尺寸：Mssmotion以簡化形式表示不同的身體尺寸。本文采用0.25m。路徑選擇：車站乘客將按照起始點(diǎn)間的最短路徑行走。(3）仿真結(jié)果。模擬開始時(shí)3號(hào)線站臺(tái)魚洞方向列車有乘客下車前往出入口和換乘1號(hào)線。兩分鐘后，各方向列車按照時(shí)刻表實(shí)現(xiàn)乘客上下車行為活動(dòng)。隨著時(shí)間的推進(jìn)，站廳出現(xiàn)各種乘客流線，各電扶梯口處逐漸擁擠。

2.優(yōu)化交通組織仿真建模

通過分析兩路口站的現(xiàn)狀仿真結(jié)果可知，站廳層北側(cè)通往3號(hào)線站臺(tái)的樓梯口存在進(jìn)出流線交叉，引起小面積擁堵；南側(cè)樓梯口的大部分乘客會(huì)選擇最短路徑導(dǎo)致南北側(cè)樓梯口客流分布不均。具體表現(xiàn)為3號(hào)線站臺(tái)左側(cè)樓梯平均密度小于右側(cè)，同時(shí)右側(cè)樓梯口的流線交叉復(fù)雜，擁堵情況嚴(yán)重。1號(hào)線站臺(tái)的中間樓梯處人流過于集中，形成了交通擁堵。

現(xiàn)針對以上問題，基于空間分離、潮汐交通組織等優(yōu)化原則和優(yōu)化方法，對兩路口站的交通組織提出以下優(yōu)化方案：(1）站廳層。北側(cè)樓梯處的導(dǎo)流欄桿增長至梯口處，完全隔離進(jìn)出客流。西側(cè)樓梯處的導(dǎo)流欄桿向東延長數(shù)米，南側(cè)樓梯處增設(shè)導(dǎo)流欄桿，提高乘客前往北側(cè)樓梯處的通行難度，以此引導(dǎo)乘客由西側(cè)樓梯前往3號(hào)線站臺(tái)。(2）1號(hào)線站臺(tái)。在中間樓梯處增設(shè)長短不一的兩個(gè)導(dǎo)流欄桿，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出站臺(tái)的客流和從西側(cè)換乘通道前往東側(cè)車門的客流與出站臺(tái)客流的分離；將中間樓梯設(shè)為高峰時(shí)期僅上行。右側(cè)樓梯處增設(shè)兩個(gè)導(dǎo)流欄桿。（3）3號(hào)線站臺(tái)。右側(cè)樓梯處增設(shè)“L”形導(dǎo)流欄桿，將扶梯全部設(shè)為在高峰時(shí)期僅上行。改進(jìn)后的車站環(huán)境建模如圖2-4所示。

圖2 優(yōu)化后的站廳層環(huán)境建模

圖3 優(yōu)化后的1號(hào)線站臺(tái)環(huán)境建模

圖4 優(yōu)化后的3號(hào)線站臺(tái)環(huán)境建模

四、結(jié)束語

本文以重慶軌道交通兩路口站為研究對象，通過實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，利用MassMotion仿真軟件模擬了兩路口站的物理設(shè)施和乘客運(yùn)行動(dòng)態(tài)，依據(jù)平均密度等指標(biāo)評價(jià)交通組織現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)車站存在的問題，提出優(yōu)化方案，并分析優(yōu)化前后的交通組織。MassMotion仿真軟件能較好地實(shí)現(xiàn)微觀行人運(yùn)動(dòng)的模擬，但是其代理人自動(dòng)選擇最短路徑與真實(shí)情況有些許不符，希望此問題能得到完善。