基于流体力学理论的地铁客流模型研究

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基于流体力学理论的地铁客流模型研究
作 者 : 王晴
学位授予单位 : 大连交通大学
学位名称 : 硕士
导师姓名 : 左忠义;康直
学位年度 : 2018
关键词 : 交通运输;城市轨道交通;流体力学;站台客流;连续性方程;运动微分方程;Fluent仿真
摘 要 : 随着全国掀起建设轨道交通的热潮,全国各大中型城市都加大了对轨道交通建设的投资。但是现有轨道交通的建设过多的关注了线路的优化,而忽略了对优化站台设施效率方面的研究。虽然站台设施规模可以参考《地铁设计规范》来确定,但该规范存在很大缺陷:没有考虑到客流是运动的,设施的设计只是满足这一个点的最大客流需求,但客流如果流动起来,系统中如果有一个环节出现客流延误,就会马上减弱整个系统的效率。针对客流的流动性问题,文章将流体力学的理论应用到客流研究中,模拟仿真了客流的流动趋势,使客流的流动变成一个可以预测的因素。文章首先对流体力学中的要素、性质等与客流的要素、性质进行了对比分析,对意义相同的进行了替换,而对于流体力学中特有的属性,则参照流体力学的知识及对客流的研究,提出了客流连续性理论和客流对设施压力的理论。以流体力学为理论依据,推导出客流运动的三大方程。文章设置了不同种楼梯宽度于站台宽度的组合,并用流体力学软件对不同组合下客流速度与设施压力之间的关系并分析原因,可以为日后设计站内设施提供数据参考。文章的主要研究成果包括:论证了在一定条件的约束下,流体力学理论可以应用到轨道交通站台客流的研究中;推导出客流运动模型,根据模型可以解释站台上客流拥堵的原因;通过据调查发现站台与楼梯形成的拥挤梯形区域;对不同种楼梯宽度和站台进行建模,分析出速度、压力的变化趋势,为楼梯宽度设置提供数据参考。

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