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1基于社會(huì)力模型的旅客流動(dòng)和接觸特征

在考慮個(gè)體自身情況、個(gè)體間相互作用及環(huán)境對(duì)個(gè)體影響等因素的基礎(chǔ)上，利用社會(huì)力模型模擬個(gè)體在航站樓內(nèi)的流動(dòng)和接觸。社會(huì)力模型［8］認(rèn)為當(dāng)質(zhì)量為mi的行人i，期望以大小為v0i，方向?yàn)閑0i的速度行走時(shí)，其在行走過(guò)程中需要不斷地調(diào)整自己的實(shí)際速度vi，同時(shí)，需要與包括墻在內(nèi)的障礙物及其他行人保持一定的距離，此距離與速度有關(guān)。假定其在τi時(shí)間內(nèi)加速到vi，在時(shí)間t內(nèi)的速度變化可用等式(5)所示的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程描述。式(7)中，fiq的定義由式(6)給出，其他參量的定義與式(5)中的相同。由此可知，當(dāng)人群密度越大，周?chē)h(huán)境越復(fù)雜，行人的實(shí)際速度vi與期望速度v0i的差距就越大，其他行人和環(huán)境對(duì)其行走的速度影響也就越大，行走所耗費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，行人間形成有效接觸的可能性和有效接觸的時(shí)間(t)隨之增長(zhǎng)。考慮其他行人和周?chē)h(huán)境對(duì)其的影響作用，改進(jìn)后的社會(huì)力模型可提高基于改進(jìn)的SEIR模型中關(guān)鍵參量F(t)的準(zhǔn)確度。

2團(tuán)體行為

個(gè)體的行為在一定程度上都會(huì)受到其所在群體的影響，如個(gè)人普遍存在一種從眾行為。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，獨(dú)自行走的移動(dòng)速度較有人陪伴的移動(dòng)速度稍快。根據(jù)旅客出行人數(shù)，可將旅客分為三類(lèi)，分別是旅行團(tuán)旅客、結(jié)伴出行旅客和個(gè)人出行旅客。旅行團(tuán)旅客通過(guò)旅行社組織形成團(tuán)體式群體，由導(dǎo)游帶領(lǐng)集體行動(dòng);結(jié)伴出行旅客通常由家人或朋友構(gòu)成小規(guī)模群體，在行走過(guò)程中結(jié)伴出行旅客之間保持的緊密聯(lián)系;個(gè)人出行旅客往往獨(dú)自行走，行走速度受自身因素影響。這三類(lèi)旅客具有明顯的行走特征差異，其相互之間的作用力fiq從大到小依次為結(jié)伴出行旅客、旅行團(tuán)旅客和個(gè)人出行旅客。因此，一旦該團(tuán)體中出現(xiàn)感染者，結(jié)伴出行旅客被感染的概率最高，其次是旅行團(tuán)旅客，個(gè)人出行旅客被感染的概率最低。團(tuán)體中個(gè)體相互間的作用力示意圖如圖1所示，藍(lán)色圓圈代表旅行團(tuán)旅客，其中紅色圓圈代表導(dǎo)游，綠色圓圈代表結(jié)伴出行旅客，紫色圓圈代表個(gè)人出行旅客。

3航站樓內(nèi)流感傳播擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)

3.1航站樓平面布局結(jié)構(gòu)和旅客流程圖2(a)和圖2(b)分別給出了離港層和進(jìn)港層的平面布局圖，檢驗(yàn)檢疫、入口、值機(jī)島、安檢通道、海關(guān)柜臺(tái)、檢驗(yàn)檢疫、邊檢和登機(jī)門(mén)均已在圖中標(biāo)出，每張圖的左半邊區(qū)域用于服務(wù)國(guó)內(nèi)旅客，右半邊區(qū)域用于服務(wù)國(guó)際旅客。

3.2航站樓內(nèi)人員流動(dòng)性參數(shù)設(shè)定設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，第一組為不考慮團(tuán)體旅客行為的因素，第二組考慮團(tuán)體旅客的影響。兩組進(jìn)離港實(shí)驗(yàn)中易感者、感染者、潛伏者和移出者的初始百分比分別為81.2%，8.8%，3.1%和6.9%，每組進(jìn)港和離港實(shí)驗(yàn)中均有8700名左右的旅客，國(guó)內(nèi)旅客的數(shù)量約為國(guó)際旅客的4.2倍。并假設(shè)旅客直徑服從μ=0.6，σ=0.026的正態(tài)分布(95%的人員直徑分布在［0.55，0.65］的區(qū)間內(nèi)，單位:m);旅客舒適行走速度均勻分布于0.5～1.0m/s之間。同時(shí)，參照國(guó)內(nèi)某機(jī)場(chǎng)服務(wù)承諾，對(duì)旅客辦理各種手續(xù)的時(shí)間做出如表1所示的假設(shè)。此外，人員離港和進(jìn)港的時(shí)間根據(jù)該機(jī)場(chǎng)航班時(shí)刻表而定，假定每架航班上的旅客數(shù)隨機(jī)分布在120～150之間。其中，旅客從所在航班起飛前210min開(kāi)始到達(dá)航站樓，值機(jī)柜臺(tái)的開(kāi)放時(shí)間為航班起飛前的120～50min，登機(jī)時(shí)間為航班起飛前的50～15min，海關(guān)、檢驗(yàn)檢疫和邊防檢查柜臺(tái)的開(kāi)放沒(méi)有時(shí)間限制，遇值機(jī)柜臺(tái)未開(kāi)放或登機(jī)門(mén)未開(kāi)放時(shí)，旅客前往商業(yè)區(qū)等待。

3.3航站樓內(nèi)的團(tuán)體行為假設(shè)設(shè)易感者與感染者的距離小于2.0m時(shí)才可能被感染，即，有效接觸距離為2.0m。此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)民航旅行團(tuán)旅客、結(jié)伴出行旅客和個(gè)人出行旅客的比例分別為39.6%、34.1%和26.3%［9］。在航站樓內(nèi)，個(gè)人出行旅客對(duì)其他旅客的作用力強(qiáng)度Ai和心里排斥范圍Bi以及團(tuán)體旅客之間的吸引強(qiáng)度Ei和吸引范圍Fi并不是固定不變的［10］。伴隨行人心理狀態(tài)的變化，這兩個(gè)參數(shù)都可能發(fā)生改變。在考慮團(tuán)體行為的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)三種團(tuán)體行為的設(shè)定如表2所示。

3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果每組實(shí)驗(yàn)采用將基于個(gè)體的SEIR模型和社會(huì)力模型結(jié)合的方式模擬航站樓內(nèi)流感傳播擴(kuò)散，圖3(a)給出了離港實(shí)驗(yàn)中感染者數(shù)量的變化趨勢(shì)，進(jìn)港實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)由圖3(b)給出。圖3(a)中兩條曲線不僅走勢(shì)相同，而且較為貼近;圖3(b)中兩條曲線走勢(shì)相近，而變化幅度有明顯的區(qū)別，這說(shuō)明團(tuán)體行為對(duì)離港流程中流感的傳播影響較小，而對(duì)進(jìn)港流程中流感的傳播有顯著影響。在24h的模擬中，不考慮團(tuán)體行為的進(jìn)港和離港實(shí)驗(yàn)共計(jì)有342和1067名旅客被感染，而考慮團(tuán)體行為之后，二者分別為505和1219，增長(zhǎng)幅度分別為47.7%和14.2%。圖3航站樓內(nèi)感染者數(shù)量

4結(jié)論

(1)相對(duì)于進(jìn)港流程，離港流程的旅客需額外經(jīng)過(guò)值機(jī)、安檢和候機(jī)等程序，這在客觀上增加了離港流程中不同團(tuán)體旅客間相互接觸的機(jī)會(huì)和時(shí)間，也使得在離港流程的中，團(tuán)體行為對(duì)流感傳播施加的影響較進(jìn)港流程小。(2)通過(guò)結(jié)論(1)可知，團(tuán)體行為對(duì)進(jìn)港流程流感的傳播產(chǎn)生了較離港流程顯著的影響，因此，在進(jìn)港流程中可采用分配指定停機(jī)位、劃定專(zhuān)用的旅客行走路線等區(qū)域隔離的方式控制流感的傳播，但對(duì)離港流程，此類(lèi)措施起的作用可能不如進(jìn)港流程明顯，應(yīng)考慮其他防控措施。

作者：唐志星邵荃丁維東單位：南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院/飛行學(xué)院中國(guó)民航飛行學(xué)院空中交通管理學(xué)院杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理部