人流相關理論

以上為人流特性及服務水準的基本概念，近年來人流相關理論及模式方面之 發展日新月異，許多更為深入的人流研究逐漸被發表，以下將介紹人流相關之理 論與研究，以充實與加強本研究之理論基礎。

林廉凱[25]嘗試針對捷運車站之走道進行調查，主要利用現場觀測與錄影觀 察以取得單向以及雙向之人流資料，藉以瞭解人流特性變數與干擾之間的關係，

以構建捷運車站動線人流模式與干擾量度，研究結果發現，當乘客受到干擾後所 採取的趨避方式主要有二：改變行走方向及調整步伐速率，而當走道上密度較高 時，「跟人行為」較為明顯，而可適用於 Q(流率)=K(密度)*V(速率)之公式；但當 密度未達一定的水準時，由於行人的操縱自由度遠大於車輛，跟人行為並不明 顯，而常可見類似超車或鑽人群空隙的行走行為，如此將造成同向與對向間的干 擾。此外該研究並提出捷運車站人流動線改善措施方案，列舉如下：

1. 設置行人分向設施

於通道設置可移動式或可升降式欄杆，以及於地面劃設分道線，

其中地面分道線由於調整彈性差以及執行效力較低，不推薦使用。

2. 調整列車排點

考慮列車排點與人流干擾之關係，基本想法是盡量將走道上乘客 抵達的時刻彼此錯開，其中乘客到達本研究觀測走道的時刻必須考量

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各車班的到達月臺時刻、以及從月臺到此走道的時間，再從而對列車 排點做調整。

許添本[28]以錄影方式分析捷運車站內之行人流特性，該研究有別於傳統觀 察速率與流量再利用公式推導密度之方法，其藉由錄影帶的判讀可得到行人速率 以及受測者周邊密度，進而以 Greenshield 模式推導行人流量。錄影調查法之優 點是可反覆觀察現場畫面，並且可將畫面定格分析每一時間點之行人特性；而缺 點是攝影機必須放置於適當位置，並且觀測物體會因攝影機之俯仰角度、高度而 有觀測的誤差。此外該研究並收集了各國行人速率相關文獻，整理如下表 2-5。

表2-5 各國行人流速率調查概況

國別 調查者 行人平均速率

(公尺/秒) 備註

德國 Oeding 1.5 自由流

美國

Fruin 1.35

Surti, Burke 1.31

Narin, Wheeler 1.63 學生族群

MacDoman 1.27

英國 Older 1.5 自由流

加拿大 Seneviatne, Morral 1.4

香港 Lam, etc 0.83 室內

1.19 室外

日本 藤田大二等 1.5 通勤者

1.2 遊客

臺灣

蔡輝昇 1.13

陳昭華 1.25

許添本 1.41 行人

1.21 捷運站內

資料來源：許添本，民 89[28]

Dirk Helbing[5]對於人流的自我組織特性進行研究，利用實驗觀察人流在各 種狀況下之流動情形，實驗結果顯示人流在緊急狀況時會有大量集中的行為，在 屏頸點(Bottleneck)會造成擁塞，例如交織區、閘門與逃生門、對向的人流，因此 需要透過整流的方式讓人流在到達屏頸點之前便先自我組織，而後以較為順暢的 方式通過屏頸點，如此一來可增加容量，且可減少推擠等危險情況之發生。文中 並提出幾項針對屏頸點的改善建議，例如可在交織區中央加設障礙物，使人流以 類似圓環車流的方式運行，可減少交織區的人流衝突，或於緊急逃生門入口處加 設導流護欄，讓人潮不至於在逃生門處推擠。

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除了基本行人流特性以外，Serge P. Hoogendoorn 與 W. Daamen[11]建構一屏 頸點之情境，並以實驗方式將實際人流加入該情境中並輔以錄影器材觀察過飽和 人流於屏頸點產生之行為，該研究發現過飽和人流在通過屏頸點時會發生自我組 織行為，以 1 公尺寬之屏頸為例，過飽和人流在經過一段時間的調整後會自動分 為兩排依序前進，此一情況最能有效利用屏頸點的容量。此外觀察結果顯示，過 飽和人流在通過屏頸點時之前後最小間距為 45 公分，且前後最小時距為 1.3 秒，

換算成流率為 46 公尺/秒；最小寬度為 55 公分，與臺北市政府捷運工程局對於 垂直移動設施單位寬度之參數設定相同。

2.2 危害 危害 危害 危害與異常 與異常 與異常 與異常狀 狀 狀況相關文獻 狀 況相關文獻 況相關文獻 況相關文獻

2.2.1 危害狀況相關文獻

臺北市政府捷運工程局於臺北捷運路網興建之初，曾委託英商莫特麥克唐納 工程顧問股份有限公司臺灣分公司[26]檢討月臺層與大廳層旅客逃生之規劃原 則。該報告中針對各主要擁有捷運系統之城市進行緊急運轉程序之比較，如下表 2-6，可發現各捷運系統大致遵守美國消防安全協會(National Fire Protection Association)於 1997 年所訂定之車站安全逃生規範 NFPA130，該規範明定發生緊 急狀況時，旅客需於四分鐘內全數離開月臺層，六分鐘內全數離開地下車站，但 其中並未要求加設防煙垂壁以及以列車滿載容量計算。

表2-6 各國捷運系統緊急狀況設定比較表

需求 系統

NFPA130 臺北捷運 倫敦 多倫多 曼谷 香港 新加坡

月臺緊急逃生-4 分 O O O(1) O 4.5 分(2) O O 由最遠點至安全點-6 分 O(4) O(1) X O(4) X O(3)(4) O(4)

發生於尖峰時間 O O(5) O O O O O 以列車滿載容量計算 O X X(5) X(5) O O X(5)

誤點因素 6 分 7 分 2 分 N/A 2 分 6 分 O(6)

班距間隔 3 分 2 分 2 分 N/A X 2 分 N/A

電扶梯用於逃生 O O O O O O O

(1)針對被保護的路徑

(2)經由任何自然或機械方法協助到達安全通道

(3)需要煙霧控制系統；六分鐘到達加了正壓的大廳(若有需要)

(4)如 NFPA130-1997 所定義

(5)所計算之列車負載或滿載量者，取其小者

(6)根據二倍班距

資料來源：臺北市政府捷運工程局，民 86[26]

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相較於 NFPA130 之規定，倫敦地鐵則採取較為寬鬆的「安全路徑」策略；

亦即在車站規劃之初，利用防火屏門、防火區劃以及防煙垂壁等消防設施之運 用，設計一條可供旅客安全逃生之絕對保護路徑，如此一來旅可僅需於 6 分鐘內 全數疏散至保護路徑即可，不需全數離開地下車站。

德國學者[1]曾研究地下車站內的各項細部設計參數對於緊急狀況逃生時之 影響，並擬定營運時期發生緊急狀況時之疏散程序，以供德國新建地下鐵路系統 做為參考。研究指出異常狀況可分為營運事件(Operational Breakdown)與緊急事 件(Emergency)，營運事件對旅客並無直接之危害，例如列車故障、閘門故障等，

而緊急事件則可能產生直接性的危害，造成旅客傷亡，例如火災、恐怖事件等，

為確保旅客可於緊急事件發生時安全疏散，因此地下車站在設計時必須以緊急狀 況下之參數做為設計依據。該研究中以列車火災做為研究案例，指出疏散時最重 要的是疏散時間以及煙溢時間，分述如下：

1. 疏散時間(Evacuation Time)：疏散時間為失火列車自抵達車站後起算，到 最後一位乘客離開地下車站之時間，疏散時間與逃生乘客數、垂直移動 設施容量(寬度、步行速率)以及疏散策略有關，下節將會詳述各部份參 數之設定，疏散時間應儘可能短，不能較煙溢時間長。

2. 煙溢時間(Smoke Time)：煙溢時間為火災產生之濃煙自列車擴散自垂直 移動設施，以致旅客無法穿越濃煙逃生之時間，煙溢時間應儘可能長，

近年防煙垂壁(Smoke Curtain)、通風井(Smoke Removal Shaft)等消防技術 之發展，使煙溢時間延長。

疏散時間之計算公式則與下列參數有關：

1. 步行速率：可分為一般步行速率以及垂直步行速率，一般步行速率約為 1 到 1.6 公尺/秒，NFPA 建議值為 1 公尺/秒，垂直步行速率則為 0.25 公 尺/秒。

2. 垂直移動設施寬度：該研究以 60 公分做為單位寬度，在寬度為 60 公分 以及垂直步行速率為 0.25 公尺/秒之狀況下，樓梯容量約為 19 到 46 人/

分，NFPA 建議值則為 37 人/分。

3. 逃生人數：該研究使用以下公式，計算最壞情況下之逃生人數：

Pmax = n x (P1 + P2) + P3

n 可供列車停靠月臺數

P1 列車達最大長度下所能提供之座位數 P2 列車達最大長度下所能提供之站位數

P3 月臺候車人數(設定為 P1 + P2總人數的 30%)

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臺北捷運路網之設計參數為臺北市政府捷運工程局所擬訂，主要以 NFPA130 做為基礎，下列準則為共通之設計條件：

1. 最壞緊急狀況之假設情境為某一方向列車延誤至前班列車離開車站六分 鐘後進站，而另一方向正常行車之列車必須過站不停，同時穿堂層已關 閉驗票閘門防止旅客繼續進入付費區，因此月臺上之乘載量(Occupant) 為誤點列車上所有乘客(以尖峰站間運量計算，最多為 1900 人)及月臺上 候車六分鐘所聚集之乘客總合(島式月臺需計入另一側候車乘客)。

2. 月臺層以外之公共區域應有足夠之逃生路徑，以滿足月臺層之旅客疏散 完畢後，能在兩分鐘內全數離開地下車站，穿堂層出口容量必須大於月 臺層出口容量。

3. 車站公共區域內任一處至出入口及樓梯、電扶梯之最大步行距離不得超 過 60 公尺，如為單方向逃生則不得超過 40 公尺。

4. 月臺層緊急狀況可容納乘客之密度為每人 0.25 公尺/秒。垂直移動設施必 須依據月臺層在緊急狀況時所累積之最大乘客數，提供足夠之疏散寬度 (Lane，以 0.55 公尺肩寬為標準)，另不得使用電梯，所有電扶梯停止運 轉視為樓梯使用，並假設一部電扶梯正整修維護中或損壞無法作樓梯使 用，上樓梯速度設為 0.25 公尺/秒，水平移動則為 1 公尺/秒。驗票閘門 在緊急狀況時必須開放乘客免票通過，每分鐘應可通過 25 人。

除基本設計外，楊冠雄等[33]受臺北市政府捷運工程局委託，以設計分析與 實驗印證方式，進行捷運系統地下車站之火災煙控策略與緊急運轉程序分析，其 中避難計劃實驗動員了 500 名實驗者，於捷運淡水線正式營運前，在中山站進行 地下車站避難實驗以觀察人群避難狀況以及可能發生之現象，該實驗結果顯示，

捷運中山站之最長避難時間(最後一名實驗者抵達地面層之時間)為 6 分 54 秒，

符合 NFPA130 之規定，另外殘障實驗者在避難時由於速度較慢，如無人協助逃 生，將被其他避難者遠遠拋在人群後面，並且可能於瓶頸點影響其他人的避難行 為，造成速度及容量的下降，因此殘障在無他人協助時並不適合進行垂直避難。

簡賢文[10]曾對上述臺北捷運系統之基本設計參數進行檢討並提出建議，由 於臺北捷運系統緊急情況時停靠疏散列車數設定為單方向一滿載列車，而對向列

簡賢文[10]曾對上述臺北捷運系統之基本設計參數進行檢討並提出建議，由 於臺北捷運系統緊急情況時停靠疏散列車數設定為單方向一滿載列車，而對向列