本文是一篇土木工程论文，本文基于城市地铁站域复合型通道实际调查，总结行人特性参数及行为活动，定义服务设施粘滞作用并分析其影响效果及范围，据此将通道区域进一步划分；以微观仿真为工具，对向行人流为基础场景，重点围绕服务设施粘滞作用改进社会力模型，构建适用不同出行目的、不同通道区域的行人仿真模型；根据实测数据及已有研究成果标定模型参数，建立复合型通道行人仿真平台；在验证模型有效性后，应用于通道设施布局及设计指标研究，提供科学指导。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
城市化进程的推进使得多数大中城市不仅面临人口剧增的问题，土地开发及交通运行压力也日益突出。在当前倡导的 TOD（Transit-oriented development）模式下，轨道交通因具备运输量大、安全准时、受气候条件影响较小等优点，逐渐成为城市公共交通的主干与核心。以北京市为例，根据最新统计数据[1]，2019 年轨道交通（不含市郊铁路）客运量达到 39.62 亿人次，同比增长 3%，占客运总量的 47.2%，日均客运量 1085.6 万人次，最高日客运量达到 1377.5 万人次。随着轨道交通线网的日趋完善，群众出行体验将进一步提升，城市交通发展也将从中受益。
轨道交通带来的庞大客流，也为商业服务创造了盈利和发展良机。虽然交通与商业存在不同需求，但在实际生活中，二者常常相互影响、相互融合。一方面，商业体开放性较强及赚取商业利润的特点易吸引大量客流，并逐渐与人们的日常活动密切关联。同时，轨道交通作为城市交通运行的主动脉，其快速集散人群的优势为开展各类商业活动提供了有力保障。随着交通和商业互补优势的逐渐体现，依托轨道交通站点进行商业开发，有助于获得较高的商业效益、优化城市格局，这也成为城市管理者和商业经营者的共识。北京市在 2017 年出台的《北京城市总体规划（2016-2035）》[2]中提出加强轨道交通站点与周边用地一体化规划，实现场站用地综合利用，引导交通设施与城市功能的有机结合；2018 年，在《关于加强轨道交通场站与周边用地一体化规划建设的意见》[3]中提出在轨道交通车站周边打造“微中心”，即与轨道交通站点充分融合、互动，可达性高，土地集约化利用程度高，具有多元城市功能的城市地域空间，成为市民向往的活力中心。
为贯彻落实上述发展理念，实现地铁站域交通与商业服务的良性融合，当前地铁站域逐渐出现通行与服务功能相结合的复合型通道，除可供行人正常通行外，还布置了连续的服务设施，如实体店铺、餐饮、自动售货机等。新的布局虽然活跃了通道内的商业氛围，但由于其功能变为交通与服务并存，导致行人的交通流向更加复杂多变，通道内行人走行时发生冲突的现象也屡见不鲜。同时服务设施的存在也会削弱部分行人对时间的敏感性，促使其放慢步行速度，进而影响通行效率。一般情况下，复合型通道内行人行为可分为通行、服务、散步、休息等，各种行为特征的结合带来的是走行环境的不稳定性，如以通行为代表的目的性移动行为极易受到服务、散步等行为的干扰，产生冲撞或身体接触，大幅降低通行的舒适度。
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1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
行人交通是一个复杂的系统，其特征为不规则且随意，随着城市慢行交通迅速发展，行人交通也遍布城市建设的各个方面。在地铁站域复合型通道内，行人流受多种因素影响，行为表现较地铁站内出入、换乘通道及商业建筑内服务通道均有所不同，可大致分为交通及服务两类行为。其中，交通行为以通行为主，行人行为特征与地铁站内通道无明显差异；服务行为以消费为主，行人通过感知通道内的商业服务信息，选择满足自身消费需求的服务设施进行消费。上述行为交织在一起，令通道内行人流线更为复杂，尤其是引入服务功能后，现有通道设计指标能否满足通行效率和通行安全，都有待进一步研究。
基于上述分析，本文围绕地铁站域复合型通道展开研究，以通道内通行及服务两类目的组成的行人混合流为研究对象，构建不同出行目的行人微观仿真模型，再现通道内的多重行为，提高仿真还原度，并根据仿真结果提出复合型通道空间布局方法和设计指标，作为该类建筑空间规划、设计及管理的重要参考依据。
1.2.2 研究意义
本文进行的地铁站域复合型通道行人微观仿真研究，其意义可分为理论与现实两方面。一方面，由于复合型通道内行人行为呈现多样化特征，且流线复杂多变，因此仿真实现有较大难度。对此进行系统研究，建立微观仿真模型，可丰富相关理论，为特定环境下的行人仿真软件提供理论基础和方法支持。同时，基于仿真结果提出的空间设施布局及设计指标，可为行人交通研究工作打下基础。
另一方面，通道作为功能不断扩展的基本通行载体，必然产生流线混乱、管理秩序差等弊端，这就需要相关研究进行空间设计的技术指导。通过地铁站域复合型通道内行人的走行行为研究，可直观了解其内部行人交通的运行特点，找到提高通行效率，营造舒适通行环境的可行性方法，在步行交通的设计上对通道乃至整个轨道交通系统起到积极作用。
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第 2 章 复合型通道行人特性调查与分析
2.1 调查方案
2.1.1 调查时间
据相关统计[1]显示，北京市轨道交通早（7:00-9:00）、晚（17:00-19:00）高峰时段出行量占全天出行量的比例分别为 41.2%和 37.4%，而复合型通道内的服务设施营业起始时间多晚于轨道交通早高峰时段，相比之下晚高峰时段不仅拥有可观的轨道交通出行量，且与复合型通道内服务设施营业时间重叠，更适合进行调查数据采集与特征分析，故实地调查时间选为晚高峰时段（17:00-19:00）。
2.1.2 调查地点
在轨道交通一体化建设的理念指导下，依托轨道交通换乘站、枢纽站集聚的庞大客流进行商业服务开发，已成为常见的城市用地空间布局方式，轨道交通车站紧邻商场或商圈的现象更是屡见不鲜。以北京市为例，当下较为著名的商圈主要有中关村商圈、王府井商圈、西单商圈、国贸 CBD 商圈等。不难发现，以上热点区域内部或附近都设有一个或数个轨道交通车站，可在高峰时段为其提供数量可观的客流，如中关村商圈内的地铁海淀黄庄、中关村站；王府井商圈内的地铁王府井、东单站；西单商圈内的地铁西单、灵境胡同站；CBD 商圈内的地铁国贸、大望路站等。为营造快捷舒适的出行体验，以上轨道交通车站与周边建筑大多实现了地下空间连通，使得乘客无需到达地面便可进入建筑内部，减少了部分非必要走行时间。
受地铁站结构设计原则影响，考虑避免人员聚集和保障疏散安全等因素，地铁站内步行通道难以实现通行与服务功能并存，这就导致地铁站域复合型通道应与轨道交通站点保持一定距离，现实中多作为建筑内部空间或过渡区域。此外，所选复合型通道应平整、无纵坡度、无物理分隔或障碍物，且行人交通量尽可能丰富。综上，在对北京市几大重点商圈及轨道交通车站进行实地考察后，本文选取地铁大望路站为调查地点。
图 2-1 地铁大望路站示意
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2.2 行人交通特性分析
2.2.1 行人流构成
根据一般观察，中青年是地铁客流的主体，少年多随家庭成员以结伴形式出行，老年人由于对地铁站内环境熟悉程度较低等原因，更倾向于公交等地面出行方式，同时复合型通道内服务设施也因其时尚性、潮流性，对中青年产生更多吸引效果。根据对复合型通道的使用目的，可将通道内行人分为通行行人、服务行人。通行行人走行有较强目的性，但步行速度也会因性别、年龄、结伴等因素表现出一定差异；服务行人即在穿行通道的过程中同时参与了服务，其走行基本处于漫步状态，步伐相对缓慢且线路非固定。
对通道内行人流构成进行调查，将行人按年龄段划分为少年（<16 岁）、青年（16~34岁）、中年（35~60 岁）、老年（>60 岁），并结合是否接受服务将调查涉及行人进一步细化为通行男（女）少年、通行男（女）青年、通行男（女）中年、通行男（女）老年、服务男（女）少年、服务男（女）青年、服务男（女）中年、服务男（女）老年，共计 16 类。 以宽度为 6.5m 的通道为例，统计结果如表 2-1 所示。调查中共采集有效行人样本4832 个，通行行人占调查时段行人总数的 74.41%，其中男性通行行人 35.85%，女性通行行人 38.56%；服务行人占总数的 25.59%，其中男性服务行人 9.03%，女性服务行人16.56%。各出行目的及性别分组中均以青年占比为最高、中年其次、少年及老年相对较少，由此可忽略行人年龄对步行速度的影响。
行人交通行为的表现需要一定心理空间，除某些特定的拥挤场所外，会尽可能争取属于自己的私人区域，以避免与其他行人或障碍物的各种接触。参考美国《道路通行能力手册》[61]，根据行人运动状态，本文将行人需求空间分为静态空间及动态空间两类。
静态空间指行人保持静止状态时所需空间大小，含行人实际占用空间及安全空间。其中，以行人身体厚度及两肩宽度表征身体实际占用空间，即人体投影面积。相关研究表明，行人的肩宽、体厚等尺寸参数主要受年龄、性别、国籍等因素影响，我国国人形体普遍略小于西方国家。根据《中国成年人人体尺寸》[62]，我国各年龄人群身体尺寸统计结果如表 2-2 所示。结果表明，各年龄段男性肩宽、体厚及投影面积数值均大于女性，且中年人身体尺寸各项指标均最大，少年则均为最小。
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第 3 章 复合型通道行人仿真模型构建 ................
