01 什么是LEGION？

LEGION软件介绍

LEGION软件是目前分析功能强大的交通行人仿真软件，利用预测功能模拟各种场景，并探索行人和人群与基础设施之间的交互方式。

凭借机场、火车站、体育馆等项目的复杂建模、分析和演示功能，用户可以在模拟的任意点测试疏散策略，从而帮助增加人流量并提高安全性。

分析包括行人面域的服务水平，行人换乘时间，换乘距离，人流最高密度，人流平均密度等数据。

• 科学验证：基于对行人在真实环境中的行为的大量科学研究。算法已获得专利，模拟结果已得到经验测量和定性研究验证。

• 数据互用：与其他应用程序集成，以了解行人和车辆之间的交互以及个人对温度和其他变量的反应。

• 准确报告：通过地图、图表和视频导出并报告清晰的输出，以随时准确地告知利益相关方有关人群密度、疏散、空间利用率、社会成本和首选路径的信息。

LEGION的实施背景

在大型公用建筑设计、使用过程中，人们往往会感到非常困惑：

火车站：如何保证站台乘客下车的速度足够快，让需要上车的乘客都上去？如何保证火车满载的情况下，乘客上下车的速度能满足列车运行计划？

体育馆：如何确保成千上万的观众在赛前一小时进场，又或者，当发生事故时，如何在预期时间内疏散满场的观众？如何保证下一年度观众人数大幅增加的前提下，现有场地依然能够容纳得下？

Legion软件具有以下特征：

• 方案验证
• 做出最佳选择
• 预见不可预知的
• 处理难以控制的
• 效益最大化
• 改善运营条件

02

Legion的应用案例

Legion用于改善运营条件

香港一个繁忙的车站，运营者发现车站在日常运行中经常出现拥堵，认为是由于空间不足造成的。

为了寻求增加空间的方式，他们采用Legion软件对车站运行过程进行模拟。

结果发现，大多数时候“空间不足”竟是错觉！人们只选择走最节省时间和精力的路径，以致于大量的空间都被闲置了。

简单的修正就能显著地改善了车站的通行能力 ↓

基于原始设计

基于修正后的设计

通过对地铁站的人流进行分析，对于人流密集区形成的原因分析，并采取相应的措施进行改善，从而达到了优化运营的目的。

LEGION用于优化设计

红磡站（香港）是3条地铁车站的换乘站，每天接待上百万乘客。

设计师在两层站台之间提供了一个广场，期望以此解决可能发生的任何冲突点。

但是多出来的空间，并不能解决问题！

乘客还是会直接涌向站台，而不是选择停留在广场等待。

下面我们一起来看一起实例。

在2000年悉尼奥运会，悉尼奥林匹克公园和火车站通道，再次发生了类似的事件。

设计师在场地的一侧提供一条人行道，连接悉尼奥林匹克公园和火车站，期望它能消除任何可能发生的冲突。

结果再次证明，人们选择满足自身利益最大化的路径，与过大的空间并不是非常相关。

模拟结果显示：发生冲突时，将有2500人被困15分钟。

设计者决定采用人行过街天桥将循环回路闭合。

与在平面上增加空间相比，采用人行过街天桥模拟的结果显然更加令人满意。

LEGION用于预见不可知的

每个行业都有一些设计者需要遵循的安全标准，我们理所当然的以为只要遵循标准就能保证安全。

 下图是一艘远洋客轮的娱乐和客舱地板的布局，设计者自信地以为集合区和救生艇的尺寸和位置能完美的满足他们对安全的需求，所有的救生艇在登船点都能快速疏散。

模拟结果显示，尽管尺寸和位置都很合适，最大的集合区在疏散时间上存在明显的问题，而问题来自于放置在集合区和救生艇之间的双门室造成的瓶颈。

下图是体育场圆形剧场的一层。设计师认为过道设计的很完美，可以让每个人以同样的速度快速疏散。

模拟结果显示，某些位置的通道比其他位置承载更多座位，在疏散时可能比其他位置需要的时间明显长很多。

LEGION用于处理难以控制的情形

为迎接新加坡第50届国庆庆典 ，对海湾站开展的研究。庆典预计有200,000名参与者，其中的75,000~100,000人通过海湾站进出。

下图是对典礼前人流涌动情况进行的模拟，红色的点代表从火车上下来的、站台两侧的人。为了使车站上的人都流动起来，所有的路径都需要重新规划，自动扶梯需要关闭，对空间的利用率需要达到最大化，为避免避免尽可能多的交叉循环，需要采用单向通道。

如果没有预测模拟，这种事件的管理几乎是不可能的。

但真正的挑战是在典礼后，人流将在非常短的时间间隔内涌出。我们不得不在站内引入队列控制，并限制入口队列，以允许平台上留有一些空间，供乘客上下车。

从模拟结果可见，右边的方案更加成功，道路中间的人群密度更小。

LEGION用于做出最佳选择

选择火车内部设计方案的一个重要标准是它是否能满足停留时间。即乘客能否在一定的时间范围上下车，而不改变列车运行计划。

用LEGION进行模拟，能让设计者获得各个方案需要的时间，最后比较选择最优方案。

LEGION能够做出效益最大化决策

通常在评价模拟结果时，我们总是首先看到使用率高的区域（图中红色圆圈表示），这些区域可能存在拥堵问题。

我们还看到了什么？未充分利用的区域（黄色多边形表示）

未充分利用的区域能以2种方式为建筑所有者提供额外的效益：

1、有机会引入商业活动以增加财务回报；

2、有机会节省不必要的开支，减低建设成本。

03

实施流程

LEGION包含三个核心模块，结合在一起可以让你在任何CAD定义的空间中建模、模拟和分析运动：

1. Model Builder (用于创建模型) 

2. Simulator (用于运行模型模拟)

3. Analyser(用于分析仿真结果)

Model Builder 可用于构建模拟活动运行的环境，对行人活动及及行人参数设置。

模型构建过程的典型工作流程如下所示：

1. 导入CAD：准备并导入包含楼层的CAD绘图，以定义物理空间。

2. 输入需求数据：准备并导入要模拟的行人数据（人：国籍、性别、体型、行走速度、有无行李）

3. 创建模型结构：创建空间对象，为实体模拟提供活动的环境（空间：人口分布区、疏散区、滞留区、闸机、电梯、扶梯）

4. 输入模型数据：导出模型数据文件（.ORA），以便在Analyser应用程序中试用

Simulator (用于运行模型模拟)

下面我们一起看看车站人流量模拟。

Analyser(用于分析仿真结果)

我们在分析仿真结果时，往往需要考虑非常多因素，以车站为例：

• 平均上车人数和上车所用时间是多少？
• 楼梯口人流密度是多少？
  
• 实际上传行车站的时间是多少？
  
• 门口处的人流密度为多少？
  
• 站台清空需要多久？
  
• 楼梯顶部的人流量是多少？
  
• 城战大厅的设施对通行有什么影响？
  

下面是我们对车站的人流分析：

LEGION工作流程

1.导入CAD（.dxf、 .dwg、  .dgn），包含数据模板、操作数据

2.模型构建器（ .ORA）：导入需求数据和CAD，引入活动和路线图对象

3.模型器：（ .RES）：运行模拟并记录结果

4.分析器：播放和分析记录的模拟过程；制作地图，图表和表格；输出图像、数据和视频

模拟结果导入3D环境

生成3D可视化