题名: | 地铁站台特殊人群应急疏散模拟研究 |
作者: | |
学号: | 22220226076 |
保密级别: | 保密(1年后开放) |
语种: | chi |
学科代码: | 085700 |
学科: | 工学 - 资源与环境 |
学生类型: | 硕士 |
学位: | 工程硕士 |
学位年度: | 2025 |
学校: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 安全与应急管理 |
导师姓名: | |
导师单位: | |
提交日期: | 2025-06-18 |
答辩日期: | 2025-05-30 |
外文题名: | Simulation Research on Emergency Evacuation of Special Groups at Metro Platforms |
关键词: | |
外文关键词: | Emergency Evacuation ; Special Populations ; Escalator Operation Strategies ; AnyLogic Simulation ; Questionnaire Survey ; Subway Platform |
摘要: |
<p>随着城市化进程的加速,地铁作为一种高效的出行方式,面临着日益严峻的应急疏散挑战。特殊人群(老年人、残疾人、孕妇及儿童)因行动能力受限,在疏散中往往面临更高风险。本文聚焦地铁站台应急疏散场景,综合运用文献分析、问卷调查与仿真模拟方法,以西安大雁塔地铁站为研究对象,构建差异化人群疏散模型,探究不同时段特殊人群的疏散效率,研究不同引导员数量策略和不同扶梯开停策略下的疏散效率与瓶颈问题,并提出针对性优化策略。主要内容如下:</p>
<p>(1)基于多维度客流调查与行为分析,量化了特殊人群的时空分布特征。现场人员调查发现,节假日特殊人群比例增至29%,老年人移动速度仅为正常人群的60%~70%。问卷调查显示,64.2%的乘客缺乏扶梯应急功能认知,90.4%的人员需要引导员帮助,探究了特殊人群基本特征、安全意识、应急疏散行为等及其影响因素,为模型构建提供了关键行为参数。</p>
<p>(2)结合AnyLogic平台构建三维动态疏散仿真模型,揭示了不同场景下的疏散效率差异。结果表明:低峰期因老年人群比例高导致疏散效率减少10%;节假日工况下特殊人群占比增至29%,总疏散时间延长8%;引导员增至5人时,疏散时间缩短10.2%,验证了人工干预与设施调控的协同效应;四种扶梯开停策略(上行运行/下行停止、双扶梯停止、仅楼梯疏散、下行扶梯逆行)中,上行运行/下行停止策略综合效率最高,仿真模型疏散时间为303.2 s,数学模型疏散时间为295.6 s,误差仅为2.51%,可作为平衡方案适用于各种场景;逆行策略虽然疏散效率最高,疏散时间为295 s,但需解决设备逆向运行的技术难题。所有疏散策略误差均控制在3%以内,验证了仿真模型与数学模型的科学一致性,体现了模型的可靠性。</p>
<p>(3)基于设立引导员和不同扶梯开停策略仿真数据分析结果,针对应急疏散的瓶颈区域提出应急疏散系统优化方案,通过多策略对比与瓶颈识别,提出关键优化方案:增设2台宽体闸机使出口滞留时间减少55.6%;楼梯宽度增至3.5 m可降低密度峰值40%;设置3 m导流栏杆使路径冲突频率下降67%,并通过现场验证证明优化导流栏杆方案的可行性与实用性。每种优化方案对提高疏散效率都起到了一定的作用,楼梯宽度优化是系统性提升疏散效率的核心措施;导流栏杆优化对特殊人群保护效果显著,建议优先采用;闸机优化可作为低成本补充方案,但需与其他措施配合使用。</p>
<p>本文将设立引导员策略和扶梯开停策略与特殊人群疏散行为相结合,提出了针对性的优化方案,为包容性交通系统设计提供理论依据与实践参考,为地铁站应急疏散管理提供了切实可行的建议,对提升城市公共交通安全性与包容性具有重要现实意义。</p>
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外文摘要: |
<p>With the acceleration of urbanization, the subway, as an efficient mode of transportation, is facing increasingly severe challenges in emergency evacuation. Special groups (such as the elderly, the disabled, pregnant women, and children) are at higher risk due to their limited mobility during evacuation. This paper focuses on the emergency evacuation scenarios at subway platforms, comprehensively applying literature analysis, questionnaire surveys, and simulation methods. Taking Xi'an Dayanta subway station as the research object, a differentiated crowd evacuation model is constructed to explore the evacuation efficiency of special groups at different times, study the evacuation efficiency and bottleneck problems under different numbers of guides and different escalator operation strategies, and propose targeted optimization strategies. The main contents are as follows:</p>
<p>(1) Based on multi-dimensional passenger flow surveys and behavioral analysis, the spatio-temporal distribution characteristics of special groups are quantified. On-site personnel surveys found that the proportion of special groups increased to 29% during holidays, and the movement speed of the elderly was only 60% to 70% of that of the normal population. Questionnaire surveys showed that 64.2% of passengers lacked awareness of the emergency functions of escalators, and 90.4% needed the help of guides. The basic characteristics, safety awareness, and emergency evacuation behaviors of special groups and their influencing factors were explored, providing key behavioral parameters for model construction.</p>
<p>(2) A three-dimensional dynamic evacuation simulation model was constructed using the AnyLogic platform, revealing the differences in evacuation efficiency under different scenarios. The results showed that during off-peak hours, the evacuation efficiency was reduced by 10% due to the high proportion of the elderly; during holiday conditions, the proportion of special groups increased to 29%, and the total evacuation time was extended by 8%; when the number of guides increased to 5, the evacuation time was shortened by 10.2%, verifying the synergy of manual intervention and facility control. Among the four escalator operation strategies (upward operation/downward stop, both escalators stop, only stairs evacuation, and downward escalator reverse operation), the upward operation/downward stop strategy had the highest overall efficiency, with a simulation model evacuation time of 303.2 seconds and a mathematical model evacuation time of 295.6 seconds, with an error of only 2.51%, which can be used as a balanced solution for various scenarios. Although the reverse operation strategy had the highest evacuation efficiency, with an evacuation time of 295 seconds, it needed to solve the technical problem of reverse operation of the equipment. The error of all strategies was controlled within 3%, verifying the scientific consistency of the simulation model and the mathematical model and demonstrating the reliability of the model.</p>
<p>(3) Based on the simulation data analysis of the guide setup and different escalator operation strategies, an emergency evacuation system optimization plan was proposed for the core bottleneck areas. Through multi-strategy comparison and bottleneck identification, key optimization plans were proposed: adding 2 wide-body gates reduced the exit retention time by 55.6%; increasing the stair width to 3.5 meters reduced the density peak by 40%; setting 3-meter diversion barriers reduced the path conflict frequency by 67% and through field verification, the feasibility and practicability of optimizing the diversion railing were proved. Each optimization plan played a certain role in improving the evacuation efficiency. The optimization of stair width was the core measure for systematically improving the evacuation efficiency; the optimization of diversion barriers had a significant protective effect on special groups and was recommended for priority adoption; the optimization of gates could be used as a low-cost supplementary solution but needed to be used in combination with other measures.</p>
<p>This paper combines the guide setup strategy and escalator operation strategy with the evacuation behavior of special groups, proposes targeted optimization plans, provides theoretical basis and practical reference for the design of inclusive transportation systems, and offers practical suggestions for emergency evacuation management at subway stations. It has important practical significance for improving the safety and inclusiveness of urban public transportation.</p>
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参考文献: |
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中图分类号: | U298.2 |
开放日期: | 2026-06-24 |