行人步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)

岳 昊， 何棟梁， 張濱雅， 賈曉璐

(城市交通復(fù)雜系統(tǒng)理論與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京交通大學(xué))， 北京 100044)

行人步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)

岳 昊， 何棟梁， 張濱雅， 賈曉璐

(城市交通復(fù)雜系統(tǒng)理論與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京交通大學(xué))， 北京 100044)

為了向步行設(shè)施內(nèi)的疏散行人流提供合理的物理空間布局，研究行人步行設(shè)施空間的疏散特征指標(biāo). 首先，根據(jù)步行設(shè)施內(nèi)部空間是否能被行人占據(jù)移動，將其劃分為行人移動空間與障礙物空間，并利用障礙物空間外緣輪廓線間的最短距離確定行人移動的瓶頸寬度；然后，基于移動瓶頸對行人移動空間的毗鄰劃分，提出了步行設(shè)施行人疏散的移動網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，將步行設(shè)施空間轉(zhuǎn)化為行人疏散的移動網(wǎng)絡(luò)；基于行人移動距離最短的疏散路徑選擇策略，將移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為疏散樹；最后，基于疏散樹的層和節(jié)點(diǎn)及其隸屬關(guān)系，從空間面積、移動距離、瓶頸寬度、障礙物布局4個角度提出了步行設(shè)施空間的疏散特征指標(biāo). 進(jìn)而得到評價步行設(shè)施空間布局及調(diào)整優(yōu)化障礙物布局的方法，算例分析表明：根據(jù)指標(biāo)對障礙物的布局進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化了障礙物布局，證明指標(biāo)在步行設(shè)施空間疏散特征分析中的可應(yīng)用性及有效性.

交通工程; 步行設(shè)施; 空間特征; 移動網(wǎng)絡(luò); 指標(biāo)體系

為滿足居民出行和群體活動的需求，城市交通樞紐、體育場館等各類行人步行設(shè)施的建設(shè)規(guī)模不斷增加. 步行設(shè)施物理空間是集散行人流路徑選擇和集散時間等各種群體宏觀現(xiàn)象與特征的形成基礎(chǔ). 步行設(shè)施空間布局的合理性嚴(yán)重影響正?；蚓o急集散過程中行人的集散時間、擁擠程度、移動距離，以及設(shè)施的集散能力和安全性等. 為提高行人疏散效率、縮短疏散移動距離和時間、緩解行人流擁堵、避免踩踏事件發(fā)生等，需要從設(shè)施建設(shè)階段，分析步行設(shè)施的空間疏散特征，形成合理的空間布局. 因此，行人步行設(shè)施空間疏散特征研究是建筑設(shè)施消防、交通樞紐設(shè)計(jì)等公共安全領(lǐng)域研究的熱點(diǎn).

在步行設(shè)施內(nèi)行人組織管理研究領(lǐng)域，主要包括疏散誘導(dǎo)標(biāo)志設(shè)置、行人疏散路徑或安全出口選擇、步行設(shè)施的疏散設(shè)計(jì)和評價、設(shè)施內(nèi)行人疏散仿真、設(shè)施內(nèi)行人流特征分析等相關(guān)研究；采用經(jīng)驗(yàn)分析、疏散實(shí)驗(yàn)、模擬仿真、現(xiàn)場調(diào)查等方法，分析研究步行設(shè)施空間布局既定方案下疏散誘導(dǎo)標(biāo)志的布局優(yōu)化[1]、設(shè)置方法[2]、行人疏散路徑選擇[3]，安全出口設(shè)置[4]，行人安全出口的選擇行為[5-6]，緊急情況下行人疏散路徑選擇行為[7]，步行疏散過程中的空間時間利用有效性[8]，大型行人步行設(shè)施的疏散設(shè)計(jì)[9-10]，行人疏散過程的模擬再現(xiàn)[11-13]，步行設(shè)施內(nèi)行人流微觀與宏觀行為特征分析[14]等.

目前研究著重于步行設(shè)施既定設(shè)計(jì)方案下的疏散仿真與評價，而對行人步行設(shè)施疏散特性下的空間特征分析研究相對較少. 本文為實(shí)現(xiàn)步行設(shè)施內(nèi)物理空間的合理布局，對步行設(shè)施內(nèi)物理空間布局進(jìn)行疏散特征指標(biāo)分析. 將步行設(shè)施的物理空間抽象為移動網(wǎng)絡(luò)，基于移動網(wǎng)絡(luò)和移動距離最短的疏散路徑選擇策略，將移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為疏散樹，并基于疏散樹層與節(jié)點(diǎn)的隸屬關(guān)系，以及行人疏散流的移動特征，分析步行設(shè)施的空間疏散特征指標(biāo).

1 步行設(shè)施空間網(wǎng)絡(luò)化

步行設(shè)施內(nèi)空間主要分兩大類：一為可被行人占據(jù)供行人實(shí)現(xiàn)空間位移的移動空間，如步行通道、走廊、樓梯等行人移動區(qū)域；二為不能用于行人實(shí)現(xiàn)空間位移的障礙物空間，如行人禁行區(qū)、立柱、墻、隔欄等輔助設(shè)施占據(jù)的區(qū)域.

1.1 行人疏散瓶頸

行人移動的瓶頸是障礙物空間對移動空間的擠壓，導(dǎo)致行人移動空間發(fā)生形變. 瓶頸寬度用毗鄰障礙物邊緣之間的最短直線距離表示，如圖1(a)所示. 因此，可知步行設(shè)施的安全出口屬于瓶頸. 瓶頸是空間布局的固有屬性，不受步行空間內(nèi)行人數(shù)量與移動方向的影響. 當(dāng)行人理想移動方向與瓶頸斷面不相垂直時，擁堵行人流的自組織行為將會最大限度地利用瓶頸寬度，如圖1(b)所示. 瓶頸的行人通過能力與其寬度密切相關(guān). 為便于計(jì)算瓶頸寬度，將障礙物空間外緣輪廓線簡化為弧線和線段，相鄰障礙物外緣輪廓線之間的最短距離為瓶頸的寬度，如圖1所示.

(a)理想移動方向與瓶頸斷面垂直 (b)理想移動方向與瓶頸斷面斜交

1.2 移動網(wǎng)絡(luò)與疏散樹

步行設(shè)施移動空間被瓶頸分割為不同的局部移動區(qū)域，各局部移動區(qū)域通過瓶頸拼接為步行設(shè)施的整體移動空間. 行人經(jīng)瓶頸實(shí)現(xiàn)在不同局部移動區(qū)域之間的移動. 為了便于分析，步行設(shè)施內(nèi)外區(qū)域均可被看作移動空間，設(shè)施圍墻和設(shè)施內(nèi)障礙物均被視為障礙物空間，如圖2(a)所示. 為描述步行設(shè)施的空間布局以及局部移動區(qū)域的毗鄰情況，將步行設(shè)施抽象為以局部移動區(qū)域?yàn)楣?jié)點(diǎn)，瓶頸為弧的移動網(wǎng)絡(luò). 當(dāng)某一局部移動區(qū)域內(nèi)行人由于行人組織方案或移動距離的影響選擇不同的移動方向或路線疏散時，可以人為地分割局部移動區(qū)域，使分割后的每個子節(jié)點(diǎn)內(nèi)的行人具有相同的疏散路線，如圖2所示.

移動網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成：節(jié)點(diǎn)和雙向弧. 節(jié)點(diǎn)包括行人流發(fā)生節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)、吸引節(jié)點(diǎn)；雙向弧代表毗鄰節(jié)點(diǎn)之間的瓶頸. 步行設(shè)施轉(zhuǎn)換為多起點(diǎn)單訖點(diǎn)(MOSD)的移動網(wǎng)絡(luò)如圖2(b)所示. 圖2中，A0A21為設(shè)施內(nèi)局部移動區(qū)域或行人移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編號. 當(dāng)兩個局部移動區(qū)域是由人為分割形成時，采用上角標(biāo)的形式加以區(qū)分，如區(qū)域節(jié)點(diǎn)和；同時，A0為吸引節(jié)點(diǎn)，代表行人移動的目的地，即步行設(shè)施外的安全區(qū)域.

基于設(shè)施空間布局和最短路的疏散策略，可將MOSD移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為以訖點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，起點(diǎn)為葉節(jié)點(diǎn)的疏散樹. 由圖2所示的移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為的疏散樹如圖3所示.

(a) 行人步行設(shè)施

(b)行人移動網(wǎng)絡(luò)

圖2行人步行設(shè)施空間與移動網(wǎng)絡(luò)示意圖

Fig.2 The illustration of pedestrian facilities and movement network

圖3 基于MOSD移動網(wǎng)絡(luò)的疏散樹示意圖

Fig.3 The evacuation tree of pedestrian facilities based on MOSD network

2 步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)

在行人步行設(shè)施空間設(shè)計(jì)過程中，影響行人疏散的主要因素包括行人數(shù)量、移動距離、瓶頸寬度、障礙物布局不平衡系數(shù)等. 在實(shí)際的工程應(yīng)用中，步行設(shè)施移動空間的總面積決定了可容納的行人數(shù)量；移動距離決定了行人到達(dá)安全出口的步行距離；疏散瓶頸對群體行人疏散的阻滯作用，導(dǎo)致行人在瓶頸處形成擁擠排隊(duì)，增加行人疏散時間. 障礙物布局不平衡系數(shù)[13]主要描述行人疏散空間面積與疏散瓶頸的匹配協(xié)調(diào)性，反映行人疏散過程中局部嚴(yán)重?fù)矶聦κ枭⑦^程的影響. 因此，為確保行人的安全疏散，從空間面積、移動距離、瓶頸寬度、障礙物布局不平衡系數(shù)4個方面，分別從節(jié)點(diǎn)與疏散層的角度分析步行設(shè)施的空間疏散特征指標(biāo).

2.1 行人疏散空間面積

行人疏散空間面積包括節(jié)點(diǎn)與層的疏散空間面積，是其隸屬集合內(nèi)節(jié)點(diǎn)的面積之和，描述該節(jié)點(diǎn)或?qū)釉谑枭⑦^程中所承擔(dān)的疏散面積. 節(jié)點(diǎn)i與層j的疏散空間面積Snode(i)與Slayer(j)分別為

(1)

(2)

式中：Sk為節(jié)點(diǎn)k的面積. 由疏散樹及其節(jié)點(diǎn)隸屬關(guān)系可知，Snode(0)=Slayer(0)；同時，可通過個體行人的空間需求面積大體推導(dǎo)出步行設(shè)施內(nèi)各局部移動域區(qū)所能承擔(dān)的最大行人數(shù)量.

2.2 行人疏散移動距離

(3)

(4)

(5)

式中：n為Ni中節(jié)點(diǎn)數(shù)量；dki為疏散樹中節(jié)點(diǎn)k到i的距離.

(6)

(7)

(8)

式中：m為集合Mj中節(jié)點(diǎn)的個數(shù)，dkr為疏散樹中節(jié)點(diǎn)k到r的距離.

2.3 行人疏散瓶頸寬度

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

式中：m為層j與層j+1間的瓶頸個數(shù).

2.4 障礙物布局不平衡系數(shù)

(15)

(16)

(17)

(18)

式中：φk為節(jié)點(diǎn)k的理想分擔(dān)率、φk為節(jié)點(diǎn)k的實(shí)際分擔(dān)率，βnode(i)的取值在01之間，當(dāng)βnode(i)=0時，節(jié)點(diǎn)i周邊的障礙物布局是平衡的；當(dāng)βnode(i)>0時，節(jié)點(diǎn)i周邊的障礙物布局是不平衡的；隨著βnode(i)的增加，障礙物布局的不平衡性增強(qiáng).

從層的角度，障礙物布局不平衡系數(shù)描述疏散樹中層j分擔(dān)疏散行人數(shù)量的實(shí)際分擔(dān)率與理想分擔(dān)率的差異程度. 層j周邊的障礙物布局不平衡系數(shù)βlayer(j)為

(19)

(20)

(21)

(22)

同理，minβnode(i)的取值在01之間，當(dāng)βlayer(j)=0時，層j周邊的障礙物布局是平衡的；當(dāng)βlayer(j)>0時，層j周邊的障礙物布局是不平衡的；隨著βlayer(j)的增加，障礙物布局的不平衡性增強(qiáng).

3 步行設(shè)施空間布局的調(diào)整

在步行設(shè)施空間布局調(diào)整過程中，首先，根據(jù)步行設(shè)施的類型、建筑物耐火等級、設(shè)計(jì)規(guī)范等，計(jì)算相關(guān)指標(biāo)取值的合理范圍；然后，根據(jù)步行設(shè)施的實(shí)際情況，分別計(jì)算4項(xiàng)指標(biāo)；最后，篩選不合理指標(biāo)，分析產(chǎn)生原因，并在符合工程需求的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行調(diào)整.

3.1 指標(biāo)的合理取值

理論方面，一個布局合理的步行設(shè)施在宏觀與微觀層面其布局都應(yīng)該是合理的. 首先，確保整個步行設(shè)施所容納的行人數(shù)量在一個合理的范圍內(nèi)，即低密度與高密度情況下，須分別確保行人疏散瓶頸寬度保持在一定的合理范圍內(nèi)；其次，為避免局部移動區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重?fù)矶禄蛞苿悠款i過寬浪費(fèi)的現(xiàn)象，每層或節(jié)點(diǎn)的障礙物不平衡系數(shù)要等于0.

每項(xiàng)指標(biāo)的合理取值為：1)疏散空間面積. 疏散空間面積是反應(yīng)步行設(shè)施容納行人數(shù)量的指標(biāo). 參考英國對公共建筑設(shè)施人群密度安全極限的規(guī)定，行進(jìn)的人群密度為4人/m2，站立的靜止人群密度為4.7人/m2[15]. 從而確定步行設(shè)施理想的行人疏散面積. 可作為評價公共建筑疏散面積是否合理的標(biāo)準(zhǔn). 2)疏散移動距離. 參照建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[16](以下簡稱規(guī)范)，公共建筑內(nèi)，位于走廊盡頭的房間，房間內(nèi)任一點(diǎn)至疏散門的直線距離不大于15 m. 規(guī)范中明確劇場、電影院、禮堂等公共建筑疏散時間，若建筑物耐火等級為一、二級，則疏散時間不大于2 min；若耐火等級為三級，則疏散時間不大于1.5 min. 取行人平均速度1.34 m/s[17]，則一、二級耐火等級的建筑內(nèi)最大疏散距離不得大于160.8 m，三級耐火等級建筑最大疏散距離不得大于120.6 m，該距離是指行人從所在位置到安全出口的路徑值. 根據(jù)規(guī)范，由于體育館內(nèi)人數(shù)變化幅度較大，人員疏散時間依據(jù)不同容量按3～4 min控制，則最大疏散距離不得大于321.6 m. 該距離可作為評價體育館疏散移動距離指標(biāo)合理與否的判斷標(biāo)準(zhǔn). 3)疏散瓶頸寬度. 參照規(guī)范，公共建筑內(nèi)行人疏散過程中，移動瓶頸以0.55 m為一單位，對應(yīng)的行人通過能力約40人/min. 結(jié)合公共建筑允許的最長疏散時間、公共建筑設(shè)施人群密度安全值，可以確定一單位的移動瓶頸對應(yīng)的疏散面積大小. 以一、二等級耐火結(jié)構(gòu)的劇場、電影院、禮堂、體育館等公共建筑為例，安全疏散時間為2 min，則移動瓶頸為0.55 m時對應(yīng)的疏散面積為40(人/min)2 min÷4(人/m2)=20 m2. 同理三級耐火結(jié)構(gòu)的公共建筑內(nèi)，0.55 m的移動瓶頸承擔(dān)的疏散面積是15 m2. 結(jié)合上述表述，根據(jù)步行設(shè)施的耐火等級、步行設(shè)施類型等因素，可以確定一單位的移動瓶頸分擔(dān)的合理疏散面積. 該值可作為評價步行設(shè)施移動瓶頸合理與否的標(biāo)準(zhǔn). 4)障礙物布局不平衡系數(shù). 障礙物布局不平衡系數(shù)描述了疏散樹中節(jié)點(diǎn)分擔(dān)行人疏散數(shù)量的實(shí)際分擔(dān)率與理想分擔(dān)率的差異程度，實(shí)質(zhì)上是反映了局部移動區(qū)域面積與瓶頸寬度匹配的合理程度，其取值在01之間. 當(dāng)布局不平衡系數(shù)等于0時，說明障礙物布局是平衡的，而且隨著不平衡系數(shù)的增大，障礙物布局的不平衡性增強(qiáng).

3.2 空間的布局調(diào)整

在步行設(shè)施空間布局調(diào)整過程中，主要采用逐步調(diào)整與循環(huán)校核的方法，首先，調(diào)整層與層之間的布局關(guān)系，從宏觀上保證每層各個指標(biāo)合理；然后，對節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間的局部不合理進(jìn)行微調(diào). 具體調(diào)整流程如圖4所示.

圖4 基于疏散指標(biāo)對步行設(shè)施的調(diào)整流程圖

具體步驟：1)疏散空間面積調(diào)整. 步行設(shè)施內(nèi)行人疏散空間與障礙物空間面積之和一定的情況下，行人疏散空間與障礙物空間的面積變化屬于“此增彼減”的過程，因此可以通過減少障礙物空間的占據(jù)面積來增加行人疏散空間的面積. 2)疏散移動距離調(diào)整. 行人疏散移動距離反映了行人疏散過程中移動距離對疏散過程的影響. 可以通過調(diào)整障礙物布局或疏散瓶頸的位置，從而實(shí)現(xiàn)疏散移動距離的合理化. 3)疏散瓶頸寬度調(diào)整. 疏散瓶頸反映了行人疏散過程中擁擠排隊(duì)對疏散過程的影響，而且瓶頸寬度是影響行人疏散時間的主要因素. 可根據(jù)疏散瓶頸所分擔(dān)的疏散面積，對瓶頸寬度進(jìn)行拓寬與縮窄的調(diào)整；同時，可將疏散瓶看作該區(qū)域的安全出口，詳細(xì)的調(diào)整過程可參考文獻(xiàn)[4]. 4)障礙物布局調(diào)整. 障礙物布局不平衡系數(shù)反映了每層或每個節(jié)點(diǎn)的局部移動區(qū)域面積與瓶頸寬度匹配的合理程度. 當(dāng)理想分擔(dān)率大于實(shí)際分擔(dān)率時，應(yīng)減少隸屬集合內(nèi)局部移動面積或者增大其瓶頸寬度；當(dāng)理想分擔(dān)率小于實(shí)際分擔(dān)率時，應(yīng)增加隸屬集合內(nèi)的移動面積或減小其瓶頸寬度. 通過調(diào)整相應(yīng)的移動區(qū)域面積與瓶頸寬度實(shí)現(xiàn)障礙物布局的平衡性，具體調(diào)整計(jì)算詳見文獻(xiàn)[13]. 5)通過前4步調(diào)整直至所有節(jié)點(diǎn)和層的各項(xiàng)疏散指標(biāo)均符合規(guī)范要求時，終止調(diào)整程序；否則，跳轉(zhuǎn)到步驟1，繼續(xù)調(diào)整.

然而，步行設(shè)施空間布局設(shè)計(jì)與調(diào)整是一個系統(tǒng)的優(yōu)化過程，文章僅僅通過單向指標(biāo)的逐步調(diào)整闡述了步行設(shè)施空間布局的調(diào)整流程，因此，系統(tǒng)最優(yōu)化的步行設(shè)施內(nèi)空間布局設(shè)計(jì)與調(diào)整是未來的主要研究內(nèi)容.

4 算 例

根據(jù)該購物中心局部移動區(qū)域(如圖5(b)所示)的劃分以及網(wǎng)絡(luò)化的方法將該購物中心網(wǎng)絡(luò)化，基于移動距離最短的疏散路徑選擇策略，得到購物中心的行人疏散樹，如圖6所示.

(a) 尺寸及布局

(b) 節(jié)點(diǎn)劃分

Fig.5 The illustration of layout and size of obstacles and the division of movement area in shopping center

圖6 購物中心疏散樹示意圖

由表1、2分析可知，疏散面積、移動距離各單向指標(biāo)大致符合要求. 整體上看，行人疏散面積、行人疏散移動距離嚴(yán)格由第5到0層逐層遞增，層L1、L2、L5的障礙物布局不平衡系數(shù)相對過大；從節(jié)點(diǎn)的角度分析，每個節(jié)點(diǎn)的平均疏散移動距離和加權(quán)疏散移動距離相差不大，節(jié)點(diǎn)A5、A7、A10的障礙物不平衡系數(shù)過大. 依據(jù)各個疏散特征指標(biāo)的計(jì)算，在不改變疏散空間物理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，滿足工程要求的前提下，對障礙物的布局進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化障礙物布局指標(biāo)，使購物中心布局更加合理. 得到調(diào)整后的購物中心障礙物布局如圖7所示.

表1 購物中心節(jié)點(diǎn)疏散特征指標(biāo)

表2 購物中心層疏散特征指標(biāo)

(a)對稱布局

(b)非對稱布局

特別需要補(bǔ)充說明的情況是，算例分析中給出了一個“對稱”的障礙物調(diào)整布局方案，用以說明行人步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)的計(jì)算與障礙物空間布局調(diào)整. 在疏散特征指標(biāo)的計(jì)算過程中，文中存在一個基本的假設(shè)條件，即行人是均勻分布在疏散空間內(nèi)的，因此“對稱”的空間布局最容易滿足疏散特征指標(biāo)的評價要求，如圖7(a)所示. 然而，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，由于建筑空間分布與使用的多樣性，行人在步行設(shè)施內(nèi)的空間布局是很難滿足在移動區(qū)域內(nèi)的均勻分布，因此在計(jì)算行人疏散移動距離與障礙物布局指標(biāo)時，需要采用局部移動區(qū)域內(nèi)的行人數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，以便更貼切實(shí)際地滿足工程需要. 當(dāng)在特征指標(biāo)計(jì)算評價過程中，不能獲取各局部移動區(qū)域內(nèi)的行人數(shù)量時，可以基于行人均勻分布于步行設(shè)施空間內(nèi)的假設(shè)，采用局域移動區(qū)域的面積進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算評價. 同時，為增加步行設(shè)施內(nèi)建筑空間的多樣性，以及減少行人疏散過程中的認(rèn)知障礙，建議在滿足步行設(shè)施疏散特征指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，如圖7(b)所示.

5 結(jié) 論

1)基于行人步行設(shè)施的空間布局，將步行設(shè)施內(nèi)空間劃分為行人移動空間與障礙物空間；基于行人移動的瓶頸對步行設(shè)施移動空間的劃分特征，提出了步行設(shè)施MOSD行人移動網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，從而將物理設(shè)施轉(zhuǎn)化為行人移動網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了步行設(shè)施空間疏散特征分析對象由連續(xù)空間轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)空間.

2)基于移動距離最短的疏散路徑選擇策略，提出了步行設(shè)施行人疏散樹的構(gòu)建方法，從而將行人移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為疏散樹；分析了疏散樹中層與節(jié)點(diǎn)的隸屬關(guān)系，再現(xiàn)了行人疏散移動過程中的層層遞進(jìn)關(guān)系，為步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)提供了計(jì)算依據(jù).

3)從影響步行設(shè)施內(nèi)行人疏散的角度，基于疏散樹節(jié)點(diǎn)與層的隸屬關(guān)系，構(gòu)建了包含疏散的空間面積、移動距離、瓶頸寬度、障礙物布局不平系數(shù)等指標(biāo)的步行設(shè)施空間疏散特征指標(biāo)體系；基于各項(xiàng)指標(biāo)的內(nèi)涵，提出了基于疏散樹的指標(biāo)計(jì)算方法.

4)基于步行設(shè)施的類型、建筑物耐火等級、設(shè)計(jì)規(guī)范等，提出了各項(xiàng)指標(biāo)的合理取值；提出了基于疏散的空間面積、移動距離、瓶頸寬度、障礙物布局不平系數(shù)等4項(xiàng)指標(biāo)的逐步調(diào)整與循環(huán)校核的步行設(shè)施空間布局調(diào)整方法. 結(jié)合算例，分析了步行設(shè)施空間布局的調(diào)整過程；并強(qiáng)調(diào)在實(shí)際的工程應(yīng)用中，可采用局部移動區(qū)域內(nèi)的行人數(shù)量進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)值得計(jì)算.

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Spatialcharacteristicsindexesofpedestrianwalkingfacilitiesforevacuation

YUE Hao， HE Dongliang， ZHANG Binya， JIA Xiaolu

(MOE Key Laboratory for Urban Transportation Complex Systems Theory and Technology, (Beijing Jiaotong University), Beijing 100044, China)

The method of analyzing the spatial characteristics of pedestrian walking facilities is presented in order to improve the internal spatial layout for pedestrian evacuation. First, the internal room of pedestrian walking facilities is classified into the movement room occupied by pedestrians and the no-walking room occupied by obstacles. The width of movement bottleneck is computed through the layout of movement room and obstacle in walking facilities. Second, the pedestrian movement network of walking facilities is constructed based on the partitioning of movement bottleneck to movement room. Pedestrian evacuation tree is transformed from movement network based on the selection strategy of the shortest path in pedestrian evacuation. Finally, the evaluation indicators of spatial characteristics for pedestrian evacuation are established based on the layers and nodes of evacuation tree from four aspects including room size, walking distance, bottleneck width and spatial layout. The method of evaluating the spatial layout of facilities and adjusting the layout of obstacles is obtained. The case shows thhat the layout of the obstacle adjusted and the layout index optimized. Applicability and validity of the index in spatial evacuation characteristics analysis of pedestrian facilities are proved.

traffic engineering; pedestrian facilities; spatial characteristics; movement network; indicator system

10.11918/j.issn.0367-6234.201610021

U491.1+2

A

0367-6234(2017)09-0017-08

2016-10-17

教育部基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金(2015JBM045)；國家自然科學(xué)基金(51338008,71621001,11172035,51308038)；北京城市交通協(xié)同創(chuàng)新中心基金(T16H100011)。

岳 昊(1975—)，男，副教授，博士生導(dǎo)師

岳 昊，yuehao@bjtu.edu.cn

(編輯魏希柱)