基于AnyLogic的機場出發大廳客流應急疏散仿真與瓶頸分析

中圖分類號：U891 文獻標志碼：A DOI： 10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.15.016

Abstract：ThisarticlefocusesonthedeparturehallofadomesticairportandusesAnyLogicsimulationsoftwaretoconductactual staisticalanalysisofirportpassngrfowstatus，passengerbehaviorcharaterisandfacilitqupmentlyoutBsedon thestudyoftheshortestpathselectionforpasengers，anemergencyevacuationsimulationmodelfortheairportterminaldepar turehallisestablishedtosimulatethenoalboardingprocessofpasengersintheairportdeparturehallandteevacuation process of passngersincaseofemergencies.Thesimulationsetuptheshortestpathselection forpasengerevacuation，calculatedthetotaltimerequredforevacuationndcompletedbotleneckidentificationintedeparturehall.Finallybasedonteis tribution of bottlenecks， relevant suggestions for bottleneck resolution were proposed.

Keywords：airport passengerfloworganization;emergencyevacuation；AnyLogicsimulation;botleneck disposal

0引言

長期以來，隨著社會經濟的持續性高質量發展，選擇航空方式出行的旅客數量日益增加，民航運輸需求急劇增加，使得機場運輸業務需求快速增長，我國機場數量和規模開始持續增大。2023年，我國境內共有民用機場 259個，較上年增長5個；航站樓面積在2022年就已達到1798.9萬平方米；在建機場8個，集中在北京、廣州、上海等人口密集或經濟發展增長較快的省市和地區。隨著航空客流量的持續走高，大量客流聚集的航站樓發生突發事件的可能性也急劇上升。為了保證機場的安全運行，減少突發事故造成的損失，突發事件發生后的應急疏散問題需要引起管理部門的足夠重視。因此，研究航站樓出發大廳的應急疏散問題以及找到應急疏散過程中的瓶頸進而研究其處置方法，具有一定的現實意義。

為了解決航站樓突發事件時旅客應急疏散問題，國內外學者展開了系統研究。宏觀層面，2016年，中國民航局發布了《民用運輸機場突發事件應急救援管理規則》，對包括突發事件的響應等級、機場應急救援管理工作的責任主體和監管主體、應急救援預案和基本要求等民用運輸機場及其鄰近區域內突發事件的應急救援處置和相關的應急救援管理工作作出了具體要求。微觀層面，為了解決傳統應對突發事件所采用的應急演練成本過高問題，國內外相關學者大多使用計算機仿真技術，來模擬突發情況下的客流應急疏散處置，引人AnyLogic、VISSIM等仿真軟件，對相關案例進行仿真模擬，通過計算結果的輸出來反映應急處置的結果，具有一定的便利性。各個學者針對包括航站樓內的客流行為、疏散風險因素分析、設施設備規模布局、旅客進出站流程等應急疏散的不同角度，進行了研究：（1）客流行為方面，杜紅兵等2研究了結伴行為對旅客疏散的影響，模擬了航站樓旅客正常離港與應急疏散流程，分析了不同結伴比例對旅客疏散效率的影響。齊曉云等3基于Anylogic仿真軟件模擬了非適應性行為對疏散效率的影響，結果表明，非適應性行為使總體疏散時間增加和旅客疏散沖突區域增大。梁柯等考慮了緊張心理因子，給出四種緊張心理因子分別為0.1、0.2、0.3、0.4情況下，不同人群的疏散情況，發現緊張心理不一定都是負面的，在0.2時有正面的影響。Macatulad通過與人員位置信息相結合建立智能體模型，研究恐慌情緒對人員疏散的影響。（2）旅客進出站流程方面，許雅璽等以機場安檢通道為研究對象，通過調查安檢通道的具體參數及旅客在安檢環節中的行為參數，利用Anylogic仿真軟件建立機場安檢通道流程模型，使旅客通行效率得到一定程度的提高。趙振武等基于Anylogic針對機場安檢環節進行仿真，發現機場旅客安檢環節中的瓶頸問題在于旅客整理行李環節空間不足，單位時間內通過率低、旅客在安檢通道花費時間長。（3）設施設備規模布局方面，楊天陽等通過研究站廳站臺同層布置的地鐵車站設備設施規模與布局，利用Anylogic 對車站通道設施和布局進行分析，結合仿真結果和實際運營特點提出布局建議和運營中需要重點留意的沖突點。唐衛貞等通過對旅客到港、離港的流程設置，對旅客在航站樓的行為進行粗略仿真，分析得出客流量與航站樓服務臺的關系，并以此分析出對航站樓動態保障能力的影響。

綜上所述，通過分析國內外研究，本文將以國內某機場出發大廳為研究對象，通過實際統計分析一段時間內的客流現狀、客流行為特征、設施設備布局并使用Anylogic仿真軟件，分析突發事件下的機場客流應急疏散組織情況，并識別流程瓶頸，提出改善措施。

1旅客應急疏散基礎理論及仿真基礎

1.1疏散時間定義

當機場出發大廳內，客流達到一定規模以上，就會出現旅客等候時間過長、人流密度過大等問題，此時若發生危及旅客生命財產安全的突發事件時，就需要對機場出發大廳內的人員進行應急疏散。

本文通過分析應急疏散過程中旅客的行為特征，借鑒現有的研究成果，總結出旅客必要安全疏散時間（Required SafeEgressTime，RSET），包括以下部分：

（1）報警時間 T₁ ：當傳感器檢測到突發事件發生時會發出報警所用的時間；

（2）旅客獲知信息時間 T₂ ·

（3）行動時間 T₃ ：即旅客疏散到安全區域的時間 T₃=L/v ，其中： L 為從出發點到安全區域的長度； v 為行人的平均移動速度；

（4）旅客應急疏散總時間： T=T₁+T₂+T₃ 。

可用安全疏散時間（Available Safe Egress Time，ASET）是指從突發事件發生到對旅客生命安全產生威脅為止的時間。

安全疏散計算準則采用目前國際公認標準：可用安全疏散時間必須大于等于必要安全疏散時間的1.2倍[0，即ASET≥1.2 RSET，則認為該過程為安全疏散過程。

1.2仿真基礎

本文選取Anylogic仿真軟件對航站樓出發廳突發事件下旅客應急疏散進行仿真研究，Anylogic軟件能夠對離散事件、連續事件、進行建模和仿真，廣泛應用于交通運輸以及行人疏散等方面的仿真模擬，能夠真實地反映應急條件下影響行人疏散的各種因素。因此，利用Anylogic仿真軟件建立科學合理的應急疏散仿真模型，能夠對機場航站樓出發廳突發事件情境下，旅客應急疏散能力進行直觀準確的評價，對制定出合理的航站樓出發廳應急疏散方案，具有十分重要的參考意義。

2機場出發站廳的仿真概況

2.1機場出發站廳的布局

本文以某市國際機場T2出發大廳作為研究對象，共設有A1、A2、A3、A44個社會車輛客流入口，A5一個城市軌道交通及T1航站樓接口，B1、B2、B33個安檢出口及B4一個國際旅客出口。將該機場出發大廳平面示意圖按比例代人Anylogic 軟件中，并繪制墻體、詢問處、值機柜臺、自動值機設備、安檢口等設施，通過目標線與服務區描述旅客生成、旅客排隊、旅客消失等功能，得到該機場出發大廳Anylogic實體建模圖，如圖1所示。

2.2航空旅客的進站行為及流量分配

考慮主流旅客進入出發大廳的基本流程，建立該機場旅客進站模式。通過研究分析，建立各旅客進站流程及在各服務設施停留的概率與服務時長，流程見圖2，分支中各小數表示選擇此流程的旅客比例。本文將應急疏散旅客行為，抽象為旅客獲知突發事件信息后，會理性選擇最短路徑前往逃生出口。

3基于Anylogic的機場應急狀況旅客疏散建模仿真

3.1建模假設

（1）研究對象為某機場T2出發大廳內的所有旅客，當該旅客完成安檢并進入候機大廳后，即視為旅客消失，不再進行模擬；（2）進行疏散時，僅將A1～A5作為出口，安檢口、國際旅客出發口不列入疏散出口；（3）突發事件發生后，本模型默認全體旅客將同時獲知該信息并開始疏散;（4）本仿真的疏散邏輯為：每個旅客自動尋找距離自己最近的出口逃生。

圖1機場出發大廳Anylogic建模圖

圖2航空旅客進站流程示意圖

3.2疏散模型仿真參數設置

本文研究機場出發大廳客流應急疏散問題，該問題包括機場出發大廳正常情況下旅客進入后，切換到突發事件下旅客的應急疏散問題，具體核心參數設置如下：

（1）行人尺寸的確定

根據《中國成人人體尺寸》，中國法定成年人（男18～60歲，女18～55歲）百分位數為99的肩寬及最大肩寬數據，本次仿真中考慮行人的個體差異，設定行人尺寸服從均勻分布函數，即Uniform（0.4，0.5）]。

（2）旅客到達規律

旅客到達機場行為受到其本身意志及包括交通條件、天氣條件等客觀因素影響，一般研究認為旅客到達機場的分布服從泊松分布，根據統計該機場平均日均吞吐量約為4萬人次，本次仿真中，兩個到達源產生旅客的到達速率分別設置為650人/h及350人/h，即每小時到達1000位旅客。

（3）旅客速度設置

航站樓內旅客速度受多種因素影響，為了簡化研究，本次仿真僅考慮旅客的初始速度、舒適速度和疏散速度3個指標。

（4）疏散啟動條件

作為驗證模型的運算，考慮到運行時間問題，在本文中設置當出發大廳內達到500人規模時，啟動旅客疏散試驗研究。本仿真的具體參數設置如表1所示。

表1機場出發大廳應急疏散仿真參數設置

3.3疏散模型仿真邏輯

由圖2可知，本次仿真可以分為2個部分，即正常情況下的旅客走行流程及應急情況下的疏散流程。正常情況下，旅客由兩個到達源開始產生并進入機場大廳內（不考慮進入后又回流至機場外的情況），通過自身航司柜臺或自助值機處打印登機牌及完成行李托運，并按機場要求前往不同的安檢口進行安檢，通過安檢口后，默認旅客離開出發大廳即仿真終止。應急情況下，所有位于出發大廳內的旅客，均被默認保持絕對理性，會自發前往離自己最近的疏散出口。正常走行及疏散走行仿真邏輯，如圖3所示。

4仿真實例及結果

4.1物理環境

圖3Anylogic機場出發大廳旅客走行流程邏輯圖

本文采用Anylogic8.10版本，運行物理環境為處理器Intel（R）Core（TM）i5-7200UCPU@2.50GHz 2.70GHz ，內存DDR420.0GB，顯卡NVIDIAGeForceGTX 950M 。

4.2仿真結果輸出

本仿真先在正常到達模式下，運行至出發大廳內旅客數達到500人，此時模擬觸發突發事件并開始疏散旅客，具體結果如下：

（1）正常模式共計用時在35分32秒，此時設定為初始疏散時間00：00，出發大廳內共計 500人；

（2）仿真于40分10秒時疏散完成，此時出發大廳內共計0人，疏散用時04：38，即整體疏散時間為4分38秒。運行結果如圖4所示。

4.3疏散瓶頸分析及改進建議

對疏散過程進行熱力圖輸出，可以得到旅客整體疏散情況，顏色越紅，表示這些位置越擁堵，越容易產生瓶頸，導致疏散不暢或發生二次傷害事故，見圖5。由圖5可知：（1）由于機場建筑本身設計的不規則，容易在墻體、基礎設置等位置產生擁堵，建議在這些地方提前布置廣播、電子屏幕等設施，提醒旅客注意避讓；（2）柜臺3由于承載旅客量較大，容易產生瓶頸，建議在這些地方設置柜臺的航司增設窗口，加快旅客流動，避免應急情況下產生擁擠；（3）擁堵的主要產生瓶頸區域集中在 A1～A44個逃生門，特別是A4門處，建議在這些出入口處加派引導員，一旦應急事件發生，可以及時阻止機場外旅客進入，并有序疏導室內旅客逃生。

圖4仿真輸出結果

圖5疏散模式下的旅客走行熱力圖

5結論與展望

考慮航站樓出發大廳的具體布局及旅客正常和應急走行流程特征，本文構建了某機場航站樓出發大廳應急疏散仿真模型，并進行了結果輸出與瓶頸分析。仿真結果顯示，A1～A4，特別是A4出口容易產生擁堵，是整個疏散過程的重要瓶頸。后續研究可以進一步考慮突發事件發生后的信息采集，以及如何將這些信息快速傳遞給旅客，將其作為未來研究的重要方向。

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