高原人群出行擁擠感知與調適行為研究

程 剛，王鑫磊

（1.西藏大學工學院，西藏 拉薩 850000；2.吉林大學交通學院，吉林 長春 130000）

0 引言

隨著城鎮化進程在西藏的快速推進，公眾的出行需求急劇增加，特別是民族節日期間，人流和車流短時間內高度聚集讓城市交通通行能力處于超飽和狀態。地處世界屋脊的高原城市拉薩以布達拉宮、八廓街人流聚集效益最為顯著，而這個區域范圍內步行通道（轉經道）的人流持續擁擠狀態顯著，亟需有效疏導以緩解步行通道的交通壓力。

學者們已對人群的擁擠行為進行了較為細致地研究，Park 等認為在一定的時間和空間范圍內，人群擁擠主要受環境因素和個人屬性兩方面影響[1]，出行目的、環境與意識水平同樣是影響擁擠感知強度的重要因素[2-4]；部分學者在對游客群體性行為的研究中，不僅發現出行特征、情境特征、人群密度是影響擁擠感知的重要因素[5-6]，還探究了擁擠感知給個體與個體之間、個體與景區環境之間關系帶來的影響[7]。馬益鵬等將期望理論、刺激超載理論和社會干擾理論綜合運用到擁擠行為分析中，結果表明，除路徑會帶來影響外，情境和環境也是影響擁擠感知的重要因素[8]。張圓剛等建立人群擁擠維度對游客游憩過程影響模型，探究擁擠感知與旅客出行滿意度之間的作用機理[9]。在一些異常情況下的擁擠感知研究中，視頻檢測技術與運動熵法也被廣泛應用[10-11]；面對擁擠狀態下的調適行為，韓艷等依據熱門鏈路原理，確定頤和園旅游線路多樣性，進而建立多目標景區線路優化模型[12]；張叢文采取不同類別的調適行為對不同滿意度的人群進行出行引導[13]；還有學者在調適行為研究中綜合考量了擁擠感知、滿意度間的關系[14-15]。游客是學者們研究擁擠感知的主要目標人群之一，研究的地理范圍主要以游樂園、動物園、車站等人流密集的場所為主。

國際高原醫學會將海拔大于1 500m的區域統稱為高原，居住在世界屋脊拉薩（海拔3 650m）的高原人群作為擁擠感知人群中的特殊群體，形成了獨特的高原出行文化，其中最具特色的是民族宗教節日期間的朝圣活動。朝圣活動的宗教氛圍與藏地風情吸引著國內外眾多的朝圣者和旅游人群，部分朝圣活動已衍變成了高原城市的一項社會習俗，成為了居民生活的一部分。受語言因素和高寒氣候因素的影響，學者們對民族宗教節日期間高原人群的出行擁擠感知與調適行為引導方面的研究存在不足。因此，本文結合人群擁擠感知理論，對民族節日期間高原人群的出行行為進行分析，在探討高原人群擁擠感知影響因素的基礎上，構建高原人群擁擠感知模型，力求實現對高原人群擁擠機理與行為特征的分析，進而提出擁擠狀態下的調適行為，對維護民族節日期間高原城市的出行秩序具有重要意義。

1 連續人群流動模型

當擁擠發生時，人群中的個體將產生內在的情緒感受，對自身所處的環境產生相應的反應，以此來緩解擁擠帶來的心理壓力。Sheffi 等認為公共場所聚集大量人群時極易形成擁擠現象[16]，其中個體向目標運動過程中會受到阻礙，受阻后個體將試圖穿過前面的人群，導致人群內部產生壓力。這種內部壓力是判定人群發生擁擠事故的重要標準，但其無法有效測量，通常采用人群密度判定人群是否會發生擁擠事故[17]。在公眾出行過程中，人群密度小時，個體間的間距較大，人群可以自由流動；人群密度大時，特別是個體之間的間距較小或趨近于零時，個體會感到擁擠，若得不到有效緩解會造成人流密集。

人群中的個體在未受外界突發性干擾時，通常隨意移動，人群行走速度為正常速度；當人群密度達到臨界值時，人群內部會形成擁擠狀態；在人群密度較高情況下，人群中的個體不能隨意選擇走行速度與方向，因此，人群中的個體在從眾心理的影響下，將采取措施來盡可能避讓或跟隨，群體將表現出行為一致性原則，即擁擠狀態下，人群的運動與水流類似。Hughes依據這種現象構建了連續人群流動模型對空間區域的事故臨界點進行判斷，該模型是一組關于行人密度和速度的非線性偏微分方程，模型的核心是人群流動守恒方程[18]：

式（1）中：ρ為人群密度（人/m2）；u為x方向運動速度（m/s）；v為y方向運動速度（m/s）；t為運動時間（s）。

對于單一類型人流，其流動速度f由周圍行人的密度和行為特征決定，對于任意二維速度(u,v)，則有：

在實際的人群運動過程中，出行個體更容易選擇對自己有利的路徑（避免人群密集、選擇最短路徑），因此兩條等勢線間的距離與行人的速度呈比例關系，應滿足運動時間和運動速度的乘積達到最小，進而可得式（6）：

式（6）中：g(ρ)為人群舒適度，通常取值為1。

根據式（1）～式（6），推導得到不同類型的人群在擁擠時的流動情況最終運動方程：

冉麗君等[19]在研究多種類型的人群擁擠情況的基礎上，進一步對有共同運動目標和運動特征的單一類型人群提出了運動方程（8）與（9）：

人群的運動速度主要受人群密集度影響，密度趨近于0 時為理想狀態，表征人群的運動速度幾乎不受人群密度影響，為自由運動狀態；當人群密度達到所在空間的臨界密度時，人群的運動速度將受到影響；隨著人群密度的持續增加，人群的流動速度也會逐漸減小。根據目前的研究結果，人群運動速度和密度關系主要用式（10）～式（14）表示[19]。

2 高原人群擁擠感知分析

在進行高原人群擁擠感知分析的過程中，首先對高原人群高度自由狀態下的走行速度和生理尺寸進行測定，進而對人群擁擠臨界密度ρcrit、人群運動速度減小時的人群密度ρtran和人群為停滯狀態時的最大密度ρmax進行測算，最后確定人群最大忍受密度。

2.1 人群擁擠臨界密度

人群密度作為評估人群擁擠程度的重要指標，常用單位面積上分布的人員數量來反映有限空間內個體的稠密程度。當人群密度在0.8人/m2以下時，個體可以獲得舒適的運動速度[20]，當人群密度超過臨界值時，會發生擁擠現象。

本文通過情景模擬的方式對高原人群臨界密度值進行測定與檢驗，隨機招募160 名長期在西藏生活的測試對象，隨機抽取了其中的79位進行走行速度測速，進而計算高原人群擁擠臨界密度。高度自由行走速度A=1.35m/s，此結果顯示了，高原人群在既定的空間約束背景下，由于受到高寒氣候影響，其高度自由時走行速度比其他一般城市低[21]。與此同時，測量測試對象的生理尺寸，并按男性與女性兩種類別統計生理尺寸各項指標的平均值，具體情況如表1所示。

表1 高原人群生理尺寸

按照表1 對常系數B進行標定，得B=0.26m3/(人·s)，進而可計算ρtran,ρcrit,ρmax：

2.2 人群最大忍受密度

用其余81名測試對象的測試數據對計算的高原人群擁擠臨界密度進行有效性驗證，并對最大忍受密度進行測定，驗證和測定結果如表2所示。

表2 高原人群擁擠最大忍受密度表

由表2 可知，當人群密度高于5人/m2時，人群的流動速度逐漸降低，擁擠狀態開始產生；當人群密度接近8.5人/m2的時候，人群速度趨近于0，人群基本處于停滯狀態，此時為極度擁擠狀態；當ρ＞8.5 時，人群擁擠事故極易發生。由此得出，ρ=8.5人m2為高原人群擁擠最大忍受密度。

2.3 人群擁擠感知測定

選取拉薩八廓南街民族節日期間的出行狀況進行高原人群擁擠感知研究。八廓街是拉薩古城區獨具藏地特色的步行通道，不僅是傳統的商業區域，同時也是朝圣人群集中活動的區域之一。該街道全長1 000 多米，空間形態呈橢圓狀，銜接35條街巷和199個居民大院；此外，街道兩側包含120 多家手工藝品商店和200 多個攤點[22]。八廓街在西藏傳統節日——雪頓節期間吸引著眾多朝圣者和旅游人群，其人流量也將迎來全年的最高值，如八廓南街的部分路段，人群高度密集的狀況較為突出，人群擁擠狀態持續時間較長。

將八廓南街視作圓形的地點，其直角坐標下的方程（8）和（9）切換為極坐標表示，如式（15）所示：

將式（11）代入式（15）得到式（16）：

式（15）～式（16）中：C為常數；r為事件發生半徑（m），是不同地點到事發目標的距離；為比例系數（s/m4）。根據高原人群特點，取C為33，為4s/m4，r為4.0m，代入式（16）可得：

計算值ρ=8.34人/m2接近高原人群最大忍受密度，說明雪頓節期間八廓南街的擁擠較為嚴重，伴隨著較大的人群擁擠事故風險。

3 高原人群調適行為研究

3.1 擁擠影響因素分析

本文在對招募的高原人群進行擁擠感知測試的過程中發現：民族、體型、性別、出行目的、年齡均是影響高原人群擁擠感知的重要因素，因此運用層次分析法對影響高原人群擁擠感知的因素進行深度分析。其中，G 為目標層，H 為準則層，E 為方案層。選取民族、體型、性別、出行目的、年齡這5 個因素作為層次分析模型的準則層，分別用H1,H2,H3,H4和H5表示，構造的準則層判斷矩陣如式（17）所示。

經計算得到，準則層H1,H2,H3,H4,H5的特征向量為：(0.2636,0.4758,0.0538,0.098,0.1087)。由此計算出準則層一致性指標CI=0.180。

進一步，構建層次分析模型方案層與準則層的對比矩陣，得到方案層中的3 個方案（E1,E2,E3）與準則層5 個影響因素（H1,H2,H3,H4,H5）的對比矩陣分別為：

進而求得方案層的3個方案（E1,E2,E3）與準則層5 個影響因素（H1,H2,H3,H4,H5）對比的特征值（見表3）。方案層中各方案E1,E2,E3對該層次分析模型的總排序權重值分別為0.299 3,0.245 3,0.455 4。

表3 方案層對各影響因素的特征值

依據準則層權重值及方案層單排序權重值，可以獲得所標定的5 個因素對擁擠感知的影響程度，如表4所示。

表4 層次總排序

通過一致性檢驗，組合一致性比率CR=0.0188＜0.1，說明調查問卷所選定的5個因素：民族、體型、性別、出行目的、年齡與擁擠感知有直接聯系。各影響因素對擁擠感知總目標的權重值排序為：體型＞民族＞年齡＞出行目的＞性別。

3.2 出行引導措施

在影響高原人群擁擠感知的5 個因素中，體型和民族是影響擁擠感知最重要的因素，而這兩個因素恰恰也是高原人群區別于其他人群在擁擠感知中最為獨特的地方。為了緩解民族節日期間部分路段人群的高度密集，提出以下調適行為。

（1）人群分類引導：加強對人流擁擠發生時生理弱勢群體的引導，具體為劃分老年人或女性通道對老年群體、女性群體進行單獨引導，重點確保這兩類生理弱勢群體的出行安全。

（2）人流控制策略：依托便民警務站對節日期間易發生人群擁擠的路段進行人流量監測，當人流密度到達人群擁擠臨界密度時，控制進入該路段的人流，以避免人流密度持續增加。

（3）人流分流策略：對進入核心擁擠路段的人流進行分流，重點確保參與民族節日活動人群的出行需要，對其他出行目的的人群提供錯時或分時段出行服務。

（4）重點位置關鍵引導：對人群聚集度高的路段或地點，配備專門的出行引導員，一方面對路面人流量進行實時監測；另一方面當人流密度達到人群擁擠臨界密度時，實施有效的人工引導。

4 結論

高原人群作為出行行為理論研究中的特殊群體，形成了地域鮮明的出行文化和出行特征。本文以高原人群為研究對象，結合其高度自由狀態下的走行速度、個體生理尺寸，構建面向民族宗教節日出行的高原連續人群流動模型，對其最大忍受密度進行測算；對雪頓節期間八廓南街高原人群的出行行為進行實例分析，分析結果顯示此路段存在著較大的人群擁擠事故風險。在此基礎上從影響高原人群擁擠感知的重要因素入手，對高原人群的節日出行進行調適行為分析，力求避免擁擠事件的發生。研究結論可為提高高原人群的出行效率、保障公眾的出行安全及其他高原城市民族宗教節日期間實施擁擠危險評估和交通需求管理提供理論參考。

本文在研究中采用了小樣本的高原人群生理尺寸數據來對連續人群流動模型參數中的常系數B進行標定，在后續的研究中應增強數據樣本的覆蓋度并針對不同類型的節日擁擠感知進行綜合分析。