基于乘客视觉感知行为的综合客运交通枢纽分级导向标识布设方法研究

摘要

综合客运交通枢纽是城市交通设施的重要节点，其集散、引导作用直接影响城市交通枢纽内外部交通环境。导向标识在城市综合客运交通枢纽中发挥重要的引导和辅助疏散的作用。合理的导向标识布设，能够引导乘客在枢纽内沿最短路径连续行进，便捷到达目的地设施;并且高效的导向标识还直接影响枢纽功能设施布局，对提高枢纽交通运营组织水平具有重要作用。工程实践中，导向标识通常按照相关标准和规范，根据经验在重要节点布设，这种做法忽视了乘客行为因素对导向标识设置的影响，容易导致标识信息单一、指向杂乱，引发乘客辨识设施困难和迷路现象发生。因此，以提升导向标识服务水平为目标，结合乘客视觉感知行为机理和乘客与导向标识相互作用机制，深入研究综合客运交通枢纽内部导向标识的分级布设问题具有重大意义。论文主要工作包括以下相互联系的组成部分:
　　(1)总结综合客运交通枢纽内部导向标识设置的基础理论方法。研究导向标识影响下的乘客路径选择和视觉行为，揭示视觉行为对分级导向标识设置和功能发挥的作用机制。通过归纳综合客运交通枢纽的导向标识设置的原则和方法，提出分级导向标识的信息分类和配置依据;与此同时，研究综合客运交通枢纽乘客移动行为和视觉行为对导向标识分级的作用机制，揭示感知、认知行为直接影响导向标识导向设置，并且，乘客视觉行为是影响导向标识选址中信息数量、层级和位置的重要因素。
　　(2)提出基于感知和认知行为的枢纽设施重要度指数，改进视觉指数的计算方法。通过对枢纽乘客调查，获取乘客的感知和认知行为数据，利用贝叶斯法则，计算基于行为因素的设施重要度指数;同时，考虑路径、节点的视线因素，提出适用于枢纽标识布设的改进视觉指数计算方法，克服了原有方法依靠节点和楼层变化经验公式计算解释性和精度受限的缺陷，使视觉指数计算方法具有更为明确的物理意义。
　　(3)提出基于最短路径的分级导向标识布设方法和模型。参考传统的选址布局模型，根据枢纽内作业流程和乘客的视觉行为特点，将导向标识的信息按照服务距离分级，并考虑连续导向、信息数量、路径和服务距离等条件的约束，构建导向标识信息数量最优的分级导向标识布设模型。通过算例求解验证，所提出的模型和求解方法能够实现枢纽分级导向标识的定量布设的基本要求。
　　(4)构建基于移动行为感知的分级导向标识布设方法和模型。根据乘客在综合客运交通枢纽内部分布随机的特点，构建以空间视觉指数最优和加权设施服务距离最短为目标的分级导向标识布设模型，并设计带精英策略非支配排序的遗传算法对模型进行求解。与基于最短路径的分级导向标识布设方案对比分析显示，基于移动行为感知模型的布设方案，使枢纽系统视觉指数能够提升约20％左右，导向标识的服务质量明显改善，枢纽内部乘客的出行路径更为合理、视觉效果更佳。此外，所设计的求解算法能够高效求解多目标非线性规划问题，并快速收敛获得帕累托最优解。
　　(5)将综合客运交通枢纽分级导向标识布设理论和方法，用于北京南站的导向标识布设实际，通过标识布设的3106条路径对比分析，基于乘客移动行为感知的分层导向标识布设模型所得方案，标识点分布更加均匀，视觉指数提升18.9％，走行路径增加20％;此外，所提出方法论解决大规模网络导向标识布设问题也得到验证。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 枢纽设施设计研究

1．2．2 枢纽客流集散特征与仿真研究

1．2．3 导向标识设计和路径选择研究

1．2．4 选址模型研究

1．2．5 研究现状总结

1．3 研究对象和研究范围

1．4 主要研究内容及技术路线

2 枢纽导向标识设置原理与配置方法

2．1 枢纽设施构成和乘客移动流程

2．1．1 枢纽内部设施构成

2．1．2 枢纽乘客移动流程分析

2．2 导向标识的基本概念

2．2．1 导向标识的特点

2．2．2 导向标识系统的主要功能

2．3 枢纽导向标识的分类和配置方法

2．3．1 枢纽导向标识分类

2．3．2 枢纽导向标识的配置方式

2．3．3 导向标识布设原则和参数

2．4 枢纽导向标识分级配置

2．4．1 导向标识分级的必要性

2．4．2 导向标识分级影响因素

2．4．3 导向标识层级划分和信息数量确定

2．5 本章小结

3 枢纽的乘客行为机理研究

3．1 枢纽内部乘客群体移动行为分析

3．2 标识导向下乘客个体移动行为分析

3．2．1 标识导向下乘客个体心理特征分析

3．2．2 标识导向下乘客个体移动行为特征分析

3．3 基于乘客视觉感知行为的枢纽标识布设问题优化框架

3．3．1 标识导向下的乘客路径寻找行为及特点

3．3．2 枢纽导向标识布设优化框架

3．4 本章小结

4 枢纽设施行为重要度和乘客视觉指数理论

4．1 基于感知和认知行为的设施重要度指数模型

4．2 基于行为的视觉指数模型

4．2．1 视觉指数定义和修正

4．2．2 枢纽视觉指数定义及构成要素

4．2．3 空间网络视觉指数构建

4．3 本章小结

5 基于最短路径的分级导向标识布设方法

5．1 问题描述

5．1．1 基本假设

5．1．2 最短路径下的分级导向标识作用机理分析

5．2 基于最短路径的分级导向标识布设模型

5．2．1 模型参数定义和变量

5．2．2 模型构建

5．3 算例求解

5．3．1 数据准备

5．3．2 算例求解

5．3．3 结果分析

5．4 本章小结

6 基于乘客移动行为感知的分级导向标识布设方法

6．1 问题描述

6．1．1 基本假设

6．1．2 乘客移动行为感知下的分级导向标识作用机理分析

6．2 基于乘客移动行为感知的分级导向标识布设模型

6．2．1 模型参数定义和变量

6．2．2 模型构建

6．3 数据补充

6．4 算例求解

6．4．1 算法设计

6．4．2 结果分析

6．5 本章小结

7 实例分析

7．1 北京南站基本情况

7．2 北京南站乘客交通行为调查

7．2．1 乘客意愿调查

7．2．2 基于行为的设施重要度

7．3 网络设置和最短路径

7．4 基于乘客行为的设施关联参数确定

7．5 基于行为的分级导向标识布设方案

7．5．1 导向标识布设方案分析

7．5．2 导向标识路径分析

7．6 本章小结

8．1 研究结论

8．2 创新点

8．3 研究展望

参考文献

附录

作者简历

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