(完整版)北京南站客流流线分析

北京南站高架层人员安全疏散分析张远青;刘栋栋;曾杰【摘要】As a large three-dimensional transportation hub,the Beijing South Station,in order to improve the level of service for passengers,opened some new commercial facilities on the elevated layer waiting hall.But the commercial facilities transform the architectural layout,and have certain hidden trouble in fire control.As the research object in this paper,to obtain the basic parameters of human behaviors,large-scale investigation of pedestrian features has been carried at the Beijing South Station.By the results of statistical analysis,the models of people safety evacuation of the elevated layer in the Beijing South Station are established by using emergency evacuation simulation software STEPS（Simulation of Transient Evacuation and Pedestrian Movements）,and the safe evacuation time under the three cases has been obtained,in which all doors are close of the shops,all doors are open of the shops,and no shops in the central waiting area.As an actual example of pedestrian safety evacuation analysis for the comprehensive transportation hub,the scientific bases for the emergency prevention in comprehensive transportation hub on many aspects,such as preplan evaluation and performance-based fire protection design are provided in the paper.%北京南站作为大型立体化交通枢纽,在其高架层候车大厅增开了一些商业设施,但这些商业设施改变了建筑的平面布局,且存在一定的消防隐患.现以北京南站为研究对象,进行了大规模的行人特征调查,取得了行人特征的基本参数.依据调查统计分析的结果,应用紧急疏散模拟软件STEPS建立了北京南站高架层人员安全疏散模型,得到了中央候车区商铺门全部封闭、商铺门打开和无商铺三种场景下人员安全疏散的时间.作为综合交通枢纽人员安全疏散的实例,可为地下综合交通枢纽疏散预案评价及性能化防火设计等方面的工作提供一定的科学依据.【期刊名称】《北京建筑工程学院学报》【年(卷),期】2012(028)002【总页数】7页(P6-11,39)【关键词】北京南站高架层;行人特性;安全疏散【作者】张远青;刘栋栋;曾杰【作者单位】北京建筑工程学院土木与交通工程学院,北京100044;北京建筑工程学院土木与交通工程学院,北京100044;北京建筑工程学院土木与交通工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】X951北京南站是大型立体化交通枢纽，其采用5层立体化布局，由地上两层，地下三层建筑以及高架环形车道组成，由上至下依次为:二楼高架候车厅、一楼站台轨道层、地下一层换乘大厅、地下二层北京地铁4号线站台.地下三层为北京地铁14号线站台，见图1.旅客不出站就可以进行各种交通方式的互换，最远的换乘距离不超过200 m，50%的旅客将可在站内实现与地铁的“零换乘”.地上一层为站台轨道层;地上二层为高架候车层，是旅客进站层，建筑面积47 654m2，中央为候车大厅，东西两侧是进站大厅，自北向南依次为各候车区.中央候车大厅东西两侧均设4个14 m宽的入口，中央候车大厅总面积为3.5万m2. 高架层候车大厅为了提高对旅客的服务水平，增开了一些商业精品店和便利店，这些商业设施改变了建筑的平面布局，对消防存在一定的隐患.本文作者对北京南站高架层开展性能化防火设计的调查及分析，明确了高架层候车大厅人员安全疏散的水平.图1 北京南站各层剖面示意图本文的研究基于STEPS(simulation of transient evacuation and pedestrian movements，瞬态疏散和步行者移动模拟)软件，STEPS作为成熟的商业软件，已广泛应用于大量实际工程中.在利用STEPS疏散模拟前进行了实地调查，得到北京南站高架层的各项行人特性，并将调查结果应用于本文的分析研究.1 行人特征参数统计分析目前北京南站高架层换乘空间为大厅式，没有设定的换乘通道，且增加了若干商铺.大厅式换乘空间既有一些优点，但也暴露出许多的缺点与不足.优点是:1)大厅式换乘的空间开阔，视野良好;2)为乘客提供良好的休息与候车环境;3)新增商铺满足了乘客一定的服务需求.缺点是:1)空间大，人流无序，导致行人冲突严重，换乘效率达不到预先的效果，遇到紧急情况，可能导致混乱;2)信息分散，很难在广阔的空间中发现有用的信息;4)新增商铺也在一定程度上会阻碍乘客的通行，在紧急情况下更是会不利于人员的疏散.因此，有必要对高架层人员安全疏散进行分析，提出设计建议.目前我国对于多层地下综合交通枢纽行人特征缺乏详细的统计数据，数据的缺乏是交通枢纽人员安全疏散研究的瓶颈，也大大限制了人员安全疏散的模拟研究.北京建筑工程学院与中国建筑科学研究院曾于2008年—2010年完成了第一次对北京南站行人特征参数的调查，获得了82 h的摄像资料，处理样本点共21 129条.北京南站行人特征调查是目前国内针对多层地下综合交通枢纽行人特征的第一次观测.北京南站行人特征数据是通过对现场摄像，采集摄像画面，应用辅助软件对摄像画面进行处理，获得行人的速度、密度、性别、年龄、流率、族群、大件行李、体型、身高、身宽共十个特征数据.这种方法具有准确性高、数据采集时间长、数据全面和可重现等特点，是目前常用的方法.本文行人特征参数调查使用视频观测法，调查视频数据通过在适当的位置架设数码摄像机采集录像得到.1.1 行人年龄结构行人组成是指各种类型的行人占总人数的百分比.为便于研究行人交通流特性，将行人依据性别、年龄划分为10个组别，分为男性:儿童、少年、青年、中年、老年;女性:儿童、少年、青年、中年、老年.具体划分如表1所示.表1 行人分组年龄组备注儿童 12岁以下少年 12～18岁青年 19～40岁中年41～60岁老年 61岁以上工作日及非工作日的行人年龄结构分别如图2(a)、(b)所示.由数据分析得到:在工作日出行的行人中，以青年和中年为主，分别占出行总量的74%和22%，老年人占3%，儿童和少年的比重极小;在非工作日(周末)的出行人群中，青年、老年和儿童稍有变化，中年比例减少，少年比例有所增加.1.2 行人性别比例图2 工作日及非工作日行人年龄结构比较(MATLAB)行人性别结构即行人的男女比例，对比分析工作日与非工作日的男女比例，如图3和表2.工作日男性比例约为61%，女性比例约为39%;非工作日男性比例约为58%，女性比例约为42%.工作日与非工作日相比较，行人性别比例基本相同.在轨道交通枢纽内，在样本量足够大的条件下，行人的男女性别比例与是否为工作日出行无显著关系.表2 行人性别比例男性比例/% 女性比例/%样本量工作日61.19 38.81 10 288非工作日58.00 42.00 8 649图3 行人性别比例(MATLAB)1.3 行人速度行人速度受到诸如行人密度、设施、性别、年龄等因素的影响，详细叙述如下.1.3.1 行人密度对速度的影响由图4可知，随着行人密度增大，行人平均步行速度明显下降，从现有数据中所体现出的变化趋势可以认为是单调不变的，如图5所示.1.3.2 设施对速度的影响行人在步行过程中，会受到各种设施几何条件的限制，如通道和楼梯的有效宽度、坡度.这些条件都会对行人的步行状态产生影响，一般来讲，尤其对于未成年人和老年人，上坡坡度增大，会降低步行速度;下坡坡度增大，则会提高步行速度.图4 行人步行速度在不同密度的分布状态图5 行人平均步行速度随密度的变化趋势(MATLAB)将设施内步行速度由小到大排列，如图6所示，可以看出，行人步行速度最快的是地铁进站口通道，原因是此处宽度较大，且路面平整，人员密度较小.行人步行速度最慢的是出站口8，主要是由于此出站口和多数站台相通，大部分下车的行人走这个出站口，受行人密度的影响，行人速度较慢.图6 不同设施内行人步行速度排序(MATLAB)1.3.3 性别对速度的影响性别差异是反映身体条件差异的一种方式，男性的身体条件，如身高、身宽、腿长、力量等指标，平均值均大于女性相应指标.由图7可以看出，男性平均速度均高于女性平均速度，且差异比较明显.图7 不同观测地点男性与女性平均速度对比(MATLAB)1.3.4 年龄对速度的影响与性别影响相似，年龄是反映行人身体条件差异的另一种方式，一般来讲，未成年人行为较为活泼，步行速度较为离散;青年人身体条件最好，步行速度最快;中年人身体条件开始下降，步行速度也随之降低;老年人较为步行缓慢，但有部分继续工作的老年人步行速度与中年人相近.取观测到未成年人和老年人的三个地点的数据对比，如图8所示.图8 不同观测地点各年龄阶段平均速度对比(MATLAB)2 人员疏散模拟2.1 疏散模型及各项参数设置2.1.1 疏散模型建立及疏散宽度统计将北京南站高架层CAD图经一定简化后，转换为DXF形式，然后导入至STEPS 软件中进行建模，模型及疏散出口示意见图9.对疏散出口宽度进行统计整理(不统计电梯宽度)，见表3.图9 北京南站高架层疏散模型及出口示意图表3 疏散出口宽度统计表功能区名称出口编号单个出口有效宽度/m西出口111.1西出口2 12.0西出口3 12.0西出口4 11.1高架层东出口1 11.1东出口2 12.0东出口3 12.0东出口4 11.1候车厅楼梯(1～11) 2.5站台楼梯(1～6) 1.5总宽度128.92.1.2 疏散人数设定北京南站高架层模型中个区域设置如图10所示.由调查中工作日高峰期16:00时的人员数量及其分布，得到本项目中各区域人员数量见表4.图10 北京南站高架层各区域设置示意图表4 模型中各区域人员数量设定?2.1.3 行人组成比例设定通过上文的调查统计分析，将不同功能区的行人组成比例设定如表5所示.表5 模型中行人组成比例设定行人种类成年男性成年女性儿童老人所占比例/% 57.6 38.4 1 32.1.4 行人速度设定1)调查数据本模型选取各个观测地点中样本量较大的观测地点——进站口前通道的各项人员速度进行计算分析，见表6.表6 模型中不同类型人员速度设定人员类型平均值/(m·s－1) 折减值/(m·s－1)样本量男性1.408 2 1.173 5 3 129女性 1.340 6 1.117 2 2 106儿童 1.167 00.972 5 32老人1.181 9 0.984 9 229分析采用北京南站观测数据中行人步行速度－密度曲线对模型，进站口前通道行人密度与步行速度建模，首先考虑格林希尔治线性模型，如式(1).曲线估计结果为b0=1.590，b1=－0.123，检验值R2=0.001.由此得到其通道行人步行速度与密度模型，如式(2).其中，u为行人步行速度，k为行人密度.采用格林伯格的对数模型，式(3).曲线估计结果为b0=1.539，b1=－0.016，检验值R2=0.001.由此得到平面通道行人步行速度与密度的对数模型，如式(4).其中，u为行人步行速度，k为行人密度.以上两种模型的曲线估计结果，从检验值看，两种模型拟合效果一样.2)规范资料数据此外，还参考了英国SFPE Handbook、美国NFPA130规范及Simulex建议的各人员种类的平面最高行走速度，见表7，其中形体尺寸为肩宽×背厚×身高.表7 人员速度和形体特性表人员种类平面值/(m·s－1)折减值/(m·s－1) 形体尺寸/m男人1.35 1.1 0.5×0.3×1.7女人1.1 1.0 0.4×0.28×1.6儿童 0.9 0.750.3×0.2×1.3老人0.8 0.65 0.4×0.25×1.62.2 疏散方案(场景)确定模型中对北京南站高架层模拟疏散时共设置3个疏散模拟场景，见表8:表8 疏散场景列表疏散场景编号对应火灾场景疏散通道情况1商铺门全部封闭楼梯及出口疏散2商铺门全部打开3无商铺，全为通道2.3 疏散模拟场景比较如图11所示，场景1中，中央候车厅内的商铺均被封上，商铺区域里无人员流通.场景2中中央候车厅内的商铺门打开，每间商铺东西均有四道门.如图12所示，场景3中，中央候车厅内无新增商铺.图11 场景1示意图图12 场景3示意图3 人员疏散时间计算分析3.1 人员疏散安全性分析时间计算方法如果人员疏散到安全地点所需要的时间小于通过判断火场人员疏散耐受条件得出的危险来临时间，并且考虑到一定的安全余量，则可认为人员疏散是安全的，疏散设计合理;反之则认为不安全，需要改进设计.疏散时间(RSET)包括疏散开始时间(t star)和疏散行动时间(t action)两部分.疏散时间预测将采用以下方法:3.1.1 疏散开始时间(t start)疏散开始时间，即从起火到开始疏散的时间，一般地疏散开始时间与火灾探测系统，报警系统，起火场所，人员相对位置，疏散人员状态及状况，建筑物形状及管理状况，疏散诱导手段等因素有关.疏散开始时间(t start)可分为探测时间(td).报警时间(ta)和人员的疏散预动时间(t pre).探测时间(td):火灾发生、发展触发火灾探测与报警装置而发出报警信号，使人们意识到有异常情况发生，或者人员通过本身的味觉、嗅觉及视觉系统察觉到火灾征兆的时间.报警时间(ta):从探测器动作或报警开始至警报系统启动的时间.人员的疏散预动时间(t pre):人员从接到火灾警报之后到疏散行动开始之前的这段时间间隔.本文设定火灾探测或发现时间td=1min，报警时间取ta=1min，人员的疏散预动时间t pre=2 min.利用公式(7)得到疏散开始时间为:3.1.2 疏散行动时间(t action)疏散行动时间，即从疏散开始至疏散到安全地点的时间，它由疏散动态模拟模型模拟得到.疏散行动时间预测是基于建筑中人员在疏散过程中是有序进行，不发生恐慌为前提的.如图13所示，考虑到疏散过程中存在某些不确定性因素(实际人员组成、人员状态等)，需要在分析中考虑一定的安全余量以进一步提高建筑物的疏散安全水平.安全余量的大小应根据工程分析中考虑的具体因素，计算模拟结果的准确程度以及参数选取是否保守，是否考虑到了足够的不利情况(如火灾区附近是否有疏散出口被封闭)等多方面确定.图13 火灾发展与人员疏散过程关系3.2 人员疏散时间计算结果由于采用了三种场景，两种速度－密度曲线模型，实际调查速度及国外规范速度两种不同速度，故共有12种不同情况，利用公式(5)计算得出人员疏散所必须的疏散时间(RSET)，列于表9中，其中，疏散开始时间为240 s，疏散行动时间按安全裕度S=1.5扩大计算来得到最终疏散时间.经分析，由于疏散通道宽度为 d case3＞d case2＞d case1(case1、2、3 代表场景1、2、3)，故疏散所用时间应为t case3＜t case2＜t case1.从表9中可以看出，计算结果同实际情况相符.对各种场景下的最终时间各种情况的差值百分比(例如:某种情况下场景1与场景3的差值百分比为(t case1－t case3)/t case3)，列于进行比较，得到场景1、2中的各种情况与场景3中的表9中，由此可知新增商铺后，疏散时间与无商铺时相比增加9% ～11%;而商铺门全打开时，疏散时间与无商铺时相比增加2%～3%.4 结论通过实地调查研究，以及安全疏散仿真分析可知，新增商铺及设施在一定程度上对人员安全疏散时间造成了延迟，商铺关门则导致人员安全疏散时间较之无商铺(即场地开阔)时增加10%左右，若将商铺门全部打开，并保持商铺通道畅通，对安全疏散造成的不利影响会大大减小，疏散时间的延迟时间只有3%左右.同时商业设施的增加，增大了火灾荷载，北京南站高架层对于商铺管理应保持商铺疏散通道畅通无碍，还应加强烟气控制，做好综合性防火技术措施和应急消防装备的统筹规划和安排.表9 疏散时间(RSET)计算表?参考文献:［1］ Candy M Y.Waiting Time in emergency evacuation of crowded public transport terminals［J］.Safety Science，2008，5:844 －857［2］刘栋栋，张小丽.北京站、北京西站行人特征的调查与分析［J］.建筑科学，2010，7:26 －30［3］刘栋栋，孔维伟.北京地铁交通枢纽行人特征的调查与分析［J］.建筑科学，2010，3:70 －74［4］ SFPE Handbook of fire protection engineering［S］.USA，Massachusetts，the National Fire Protection Association，2002。

《港站与枢纽》北京南站流线分析报告小组成员：指导教师：苗建瑞、吴先宇引言 (1)正文： (1)第1节北京南站背景 (1)1.1 北京南站站场主要结构 (2)1.2北京南站空间布局结构 (2)第2节交通流线 (4)2.1流线的概念 (4)2.2 流线的种类 (4)2.3流线的特点 (5)第3节交通流线分析 (5)3.1外部进出流线分析 (5)3.2内部流线分析 (9)3.3高架层流线分析 (10)3.4平面层流线分析 (11)3.5换乘大厅流线分析 (11)3.6 停车场流线 (13)第4节北京南站综合交通枢纽冲突点分析 (14)4.1平面层冲突点分析 (14)4.2地下一层冲突点分析 (15)第5节总结与感想 (15)第6节小组分工（按学号排序） (15)第7节个人感想 (16)7.1【个人感受与总结】： (16)7.2【个人感受与总结】： (17)第8节附件（部分参观照片） (17)引言现代铁路综合交通枢纽涉及大量复杂的交通流线，包括站内外的人流、车流及物流。

结合《港站与枢纽》这门课程所学的专业知识，为了进一步理解交通枢纽的各种流线及其分布特征，我组于2014年12月21日对北京南站进行了参观。

重点观察了旅客流、行包流、站外车流以及站内各项设备设施布局等等。

本报告从铁路综合交通枢纽的整体系统角度，基于北京南站铁路综合交通枢纽，运用以人为本、系统协调的设计理念为指导思想，通过实地参观对流线进行全面系统的了解和分析，并为流线组织提出建议，为铁路综合交通枢纽的设计建设提供功能分区、空间布局、流线疏解和配套设施配置等方面的参考。

正文：第1节北京南站背景北京南站是北京铁路局直属客运特等站、是中国最大的客运特等站，坐落于西城区、东城区及丰台区交界处，南二环路、南三环路、马家堡东路、马家堡西路之间，凉水河北侧。

北京南站作为京津城铁以及京沪高铁的始发站和终到站；东端衔接京津城际轨道交通和北京站，西端衔接京沪客运专线、北京动车段与京山、永丰铁路，是集普通铁路、高速铁路、市郊铁路、城市轨道交通与公交、出租等市政交通设施于一体的大型综合交通枢纽站，也是中国第一座高标准现代化的客运专线大型客站、客流量名列世界第三，被誉为“亚洲第一站”。

北京站商圈分析 (2)摘要 (2)一、背景、意义 (3)三、北京站商圈概况 (4)1．商圈范围 (4)2．周边情况简介 (4)四、北京站商圈分析 (6)1．地区产业特色 (6)2．产业规模结构 (8)3．楼宇经济 (10)4．北京站商圈的主要特点 (11)五、结论 (13)北京站商圈分析摘要北京站是北京的交通枢纽站点，汇聚了大量的火车、公交车、地铁等交通工具带来的流动人群，根据街道领导的需求，利用第二次经济普查的数据，研究了北京站这一重要的交通枢纽对拉动经济所起到的作用，对今后的发展趋势出谋划策，为促进北京站地区的经济发展提供了第一手的资料并具体从地区产业特色、产业规模结构、楼宇经济等三个方面对北京站周边的经济情况做了简要的分析，得出了北京站商圈的主要特点：北京站商圈并不是广泛意义上的传统商圈，它依托极其发达的交通运输职能，大力发展具有北京特色的、经营规范的商业、服务业，已经取得了很大的成就，但同时也遇到了区域经济进一步发展的制约因素：交通客运量的增大导致拥挤问题、基于消费者偏好的定位偏差等等已经成为北京站商圈发展的“新瓶颈”。

基于这些问题，提出了一些改进意见，以解决交通拥堵为突破口，整合北京站地区的优势资源，为该地区经济的未来发展提供了一些指导意见。

一、背景、意义商圈，顾名思义，是指商业企业吸引顾客的区域范围，是城市商业活动的密集区，是指商店以其所在地点为中心，沿着一定的方向和距离扩展，吸引顾客的辐射范围，简单地说，也就是来店顾客所居住的区域范围。

无论大商场还是小商店，它们的销售总是有一定的地理范围。

这个地理范围就是以商场为中心，向四周辐射至可能来店购买的消费者所居住的地点。

它由核心商业圈，次级商业圈和边缘商业圈构成。

核心商业圈是离商店最近，顾客密度最高的地方，约占商店顾客的50％－70％，核心商业圈的外围，则顾客较分散，市场占有率相对减少。

零售商店的销售活动范围通常都有一定的地理界限，也即有相对稳定的商圈。