摘 要

自21世纪以来，中国经济发展态势迅猛，基础设施建设的步伐也逐步加快。但是，对于诸如商场、火车站、地铁枢纽等类似的大型人群集散地来说，其中复杂的导向标识布设给行人寻路和地铁站营运都带来了极大困难。所以，如何让其中的导向标识系统高效地缓解的拥堵、提高其服务水平的问题显得愈发重要。

本设计以武汉地铁香港路站为研究对象，经过对香港路站进行实地的考查和调研，同时借助虚拟现实技术，设计三维虚拟实验平台，邀请被试者于三维虚拟实验平台中进行虚拟寻路，从而实现在三维环境中具体研究武汉地铁香港路站的导向标识系统的目的。

通过建好的导向标志系统目标体系和遗传算法，本设计对目前香港路地铁站的导向标识系统各项指标分为点、线、面三个层次进行优化，使其更为合理，以提高乘客地铁出行的体验，达到缓解站内拥堵、提高站内的整体服务水平的目的。

经过对40个被试者的寻路实验结果数据分析，目前香港路站内导向标识系统在点、线、面三个层次上均得到优化：本设计所提出的优化方法可扩大单个导向标识的服务范围，加强某条寻路路径上导向标识之间的关联，提高行人获取导向标识上信息的速度，减少决策停顿次数和总体寻路时间。

关键词：导向标识系统；人群集散；缓解拥堵；地铁枢纽；虚拟现实；

Abstract

Since the 21st century, China's economic development has been rapid, and the pace of infrastructure construction has gradually accelerated. However, for large crowd centers such as shopping malls, railway stations and subway hubs, the complex layout of signage makes it difficult for pedestrians to find their way and for subway stations to operate. Therefore, how to make the guidance sign system efficiently ease the congestion and improve its service level becomes more and more important.

The project of the Hong Kong subway in Wuhan road station as the research object, through the study of the field investigation of Hong Kong road station, with the help of virtual reality technology at the same time, the design of 3D virtual experiment platform, invited participants in 3D virtual experiment platform for virtual pathfinding, so as to realize the 3D environment of the specific studies Wuhan metro Hong Kong road station of the purpose of guide sign system.

Through the establishment of index system of guide sign system and genetic algorithm, this design for the present Hong Kong road subway station of guide sign system indicators fall into three levels of dot, line, face is optimized, make it more reasonable, in order to improve the experience of passengers subway, to alleviate congestion within the station, improve the service level of the whole inside the station.

After about 40 subjects pathfinding experimental results of data analysis, the current Hong Kong road station in guide sign system on the dot, line, face three levels are optimized, the design optimization method can enlarge the service range of individual leadership, strengthen the guidance for a pathfinding path identifies the correlation between, improve the speed of pedestrian oriented logo on information, reduce the pause times and overall pathfinding time decision.

Key Words：Signage system; Crowd dispersal; Easing congestion; Metro hub; Virtual reality;

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 2

1.2 国内外研究现状综述 3

第2章 设计说明书

2.1 设计目标 7

2.2 基本要求 7

2.3 主要设计内容 7

2.4 拟采用的技术方案 7

2.4.1 研究方法 7

2.4.2 技术路线 8

第3章 WXG地铁站现状分析 10

3.1国内外地铁枢纽站现状 10

3.1.1国内地铁枢纽站现状 10

3.1.2国外地铁枢纽站现状 11

3.2 WXG地铁站调研 13

3.3 WXG地铁站具体情况 14

3.3.1车站结构 14

3.3.2站内地铁线路情况 15

3.4 WXG地铁站导向标识具体情况 16

3.5 WXG地铁站当前存在问题 18

第4章 WXG地铁站三维虚拟环境设计 21

4.1 三维模型的制作 21

4.2 虚拟行人客流仿真 22

4.3 三维虚拟环境的整合 24

第5章 导向标识系统评价指标体系与优化模型的建立 26

5.1导向标识系统评价指标体系 26

5.1.1 点层指标 26

5.1.2 线层指标 26

5.1.3 面层指标 27

5.1.4 评价指标体系表 27

5.2导向标识系统优化模型 28

5.2.1 信息熵理论简介 28

5.2.2 导向标识服务效能的定义 28

5.2.3 优化模型建立 29

5.3 遗传算法简介与步骤 30

5.3.1 遗传算法简介 30

5.3.2 遗传算法步骤 31

第6章 WXG地铁站虚拟现实环境中的模拟寻路优化 33

6.1 征集被试者 33

6.2 模拟寻路 33

6.3 交互数据的记录与处理 33

6.4 对比分析优化结果 33

6.4.1 每轮优化前后对比分析 33

6.4.2 四轮优化前后总体对比分析 34

第7章 总结与展望 36

7.1 设计总结 36

7.2 设计展望 37

参考文献 39

附录一：WXG站平面设计图 42

附录二：Unity内三维虚拟环境 44

致 谢 53

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

在我们的现实生活中，行人在交通活动中无处不在。随着国家经济的高速发展，各种交通基础设施也随之建设发展，例如地铁这种交通方式就在很多城市已经慢慢建设普及。世界人口排名前50的城市中，我国城市就占据16个（32%），这同时也造就了北京、上海、广州、香港等众多轨道交通客运量与机场吞吐量双双跻身成为世界前十名的繁忙都市。近年来，每年春运期间我国的客流量基本都能超过25亿人次，造成我国大部分车站在春运期间都处于超负荷运行的状态。对于繁忙的中国来说，在行人出行过程中，效率低下的问题亟需得到解决。仅武汉轨道交通，自2004年开通运营起，统计到2019年11月止，武汉地铁处于运营状态中的共有9条，总的运营长度达到339千米，地铁站的数目达到228座，地铁总线路里程位于我国第5，且现已开通7条中心城区线路及2条新城区线路。在我国城市轨道交通不断发展的情况下，轨道交通枢纽站作为其与外界相互联系的重要节点，枢纽站的发展在这个过程中也举足轻重。

然而，目前的轨道交通枢纽站有一个较大的弊端，往往给乘坐地铁的行人带来很多不便利的地方，那就是地铁枢纽站内部面积巨大、地形复杂。当前，地铁枢纽站内繁多的导向标识设置不尽如人意，常常会导致行人在站中出现寻路困难，甚至迷路的情况。随着地铁枢纽站和其周围空间规模的扩大和复杂化，以及功能的逐渐复合，站内寻路对于行人来说也变得更加困难。行人在站内产生的停顿、徘徊、迷失等现象消耗了城市轨道交通使用者的时间和精力，还大大削减了地铁站整体的使用效率，甚至导致高峰期间站内超负荷运行的情况。