基于BIM+MassMotion的高校人员流动管理方法的优化

王慧乾 高玲琍 武亚民 吴佳欣 王浩浩 于星宇

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.02.028

收稿日期：2023-05-31

摘  要：随着高等教育的不断扩招，高校中的人数越来越多，人群密集场所也日渐增多，因此，如何安全、合理、高效地对高校中的人员进行人员流动管理是重要任务。相比于其他人群密集的场所而言，宿舍占据着学生日常生活中很大一部分的时间，以青岛理工大学北区8号宿舍楼为研究对象，在多方位、多平台、多渠道获取的现有管理方案下宿舍人员流动数据的基础上，采用BIM技术真实还原建筑模型，使用MassMotion对校园人员流动情况进行仿真分析，有助于学校对人员更好地统一化管理与调整，提升校园智慧化管理效率。

关键词：高校；人员流动管理；BIM技术；仿真模拟

中图分类号：TP391.9  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2024）02-0132-05

Optimization of Personnel Flow Management Method in Colleges and Universities Based on BIM + MassMotion

WANG Huiqian， GAO Lingli， WU Yamin， WU Jiaxin， WANG Haohao， YU Xingyu

（Qingdao University of Technology， Qingdao  266525， China）

Abstract： With the continuous expansion of higher education enrollment， the number of people in colleges and universities is increasing， and crowded places are also increasing. Therefore， how to manage personnel flow in colleges and universities safely， reasonably and efficiently is an important task. Compared with other crowded places， dormitories occupy a large part of students' daily life. Taking No. 8 dormitory building in the north area of Qingdao University of Technology as the research object， based on the flow data of dormitory personnel under the existing management scheme obtained from multiple directions， multiple platforms and multiple channels， BIM technology is used to restore the architectural model truly. And MassMotion is used to simulate and analyze the flow situation of campus personnel. It helps schools to better unify the management and adjustment of personnel， and improves the efficiency of campus intelligent management.

Keywords： colleges and universities; personnel flow management; BIM technology; simulation

0  引  言

本项目通过BIM建模技术与MassMotion人员流动分析软件相结合，将人员流动数据导入MassMotion中，模拟我校园内人员流动情况，直观地反映出人员的行进路线，并对人员流动数据的密集程度、逗留时间、人员间距等情况进行对比分析，得到可靠的分析结果，甄别出人员拥挤、聚集多发节点，导出相关分析数据供学校参考，以助于学校更好地对学校人员进行优化管理。

1  研究背景

近年来，随着国家对高等教育的不断投入，高校人口数量长期保持着一个较高的密度水平，导致人员流动拥挤、密集等现象增多，这无疑增大了发生意外伤害的概率[1]。因此，作为高校管理层，针对高校人群密集场所的人员流动情况，如何有效掌握人员的动态变化规律、如何制定更精準的人员管理优化策略，是推进校园智慧化、实现高效管理的重要内容。

因此，为避免校园内出现人员流动拥挤、聚集等现象，提高人员流动管理效率，本项目将BIM与MassMotion相结合，推进创建智慧化校园，来实现学校统一化、精准化的人员调配与管理[2]。

2  研究内容

本项目采用MassMotion人员流动仿真模拟软件进行人流的仿真模拟，并与BIM建模软件结合，选取青岛理工大学北区8号宿舍人员流动较大的时间节点和流量节点，运用系统信息获取与实地采集相结合的方法，对大学生的日常流转进行可视化模拟[3]，并将模拟所得的分析数据提供给学校，让学校管理层对学校内部的人员流动情况有最直观的感受，以协助其制定更有效的人员流动管控方案，优化校园管理政策[4]。

3  人员流动情况仿真模拟的过程

3.1  建立北区8号宿舍模型

本项目选取青岛理工大学北区8号宿舍为此次人员流动的模拟场景，在Revit 2018中建立真实的场景模型。

青岛理工大学北区8号宿舍共15层，其中宿舍的居住层为3到15层，每层有20个房间、2个疏散楼梯、3座电梯，整栋宿舍有两个大门通向室外。通过Revit软件对校园内的相关建筑进行1：1建模，为人员流动仿真分析提供真实可靠的场景，如图1所示。

3.2  采集北区8号宿舍人员流动数据

3.2.1  数据收集的方法

数据收集的方法如下：

1）实地调研。项目成员分工合作，将学校不同区域进行分割，以实现对获取的数据的分类，从而达到实地获取收集人员流动的数据的全类型覆盖。基于所获取的基本数据，利用Excel等工具形成数据统计图表，并进行数据分析，最终获取校园内不同分区的人员流动情况。校内宿舍楼所占比例较大，因此，本团队首先进行宿舍楼人员流动的数据收集，通过在宿舍楼内实地观察以及发放问卷等方式实现人员流动数据收集，这一方法主要通过人工采集。

2）基于一卡通信息的人员感知[5]。当前校园卡被广泛用于宿舍门禁、食堂就餐、澡堂洗澡、图书馆借阅等地方，数据量十分庞大，并且具有规律性和准确性，为本项目的进一步研究提供了极大的数据基础。可以通过校园卡刷卡人次等方式来确定人员流动数据和相关规律性。此方法是对RFID技术的应用，可以高效准确获取数据信息，为研究提供优质的数据。

3）基于校园智慧交通的数据的获取。多数校园内存在着智慧校园方案，因此，本团队以学校内的智慧交通为基础建立新的数据收集方法。起初通过后勤部门获取校园内部共享单车的骑行路线和骑行次数以及大部分的停车地点，根据以上信息总结出校园内部人员流动的高峰期和人员聚集较多的时间段和时间地点，针对宿舍楼下的共享单车进行分时间段的数据观察整理，以达到对人员流动规律的进一步整理分析。

4）汇总大学生课程表。本项目所应用的人员流动仿真软件MassMotion支持学生课程表的直接导入，为本项目的研究给予了极大便利，因此本项目成员针对不同院系、不同年级的课表进行了初步收集。通过汇总课程表并导入软件的方法可进一步提高数据的真实性。

5）校园监控网络数据支持。校园监控网已经是各大高校的成熟技术，利用校园网络监控人员流动数据，可以精确追踪学生在校园内的行踪，包括进入和离开学校的时间、经常出入的地点以及与谁有联系等信息。

6）校园车库、图书馆等闸机数据采集。校园图书馆的闸机系统建立十分完善，因此可以通过对进出图书馆的人次以及进出图书馆高峰的时间进行人员流动数据收集。

3.2.2  人员流动数据的采集

本项目在校园内进行人员流动数据采集，为了更好地代表整个校园宿舍群体的行为，本团队选择在北区8号宿舍进行实地调查和数据采集。首先采用实地调查的方式，到北区8号宿舍进行数据采集。通过人工实地观察、摸底调查和设备安装等多种方式，记录了住宿在该宿舍内的学生和教职工进入和离开的时间、地点等数据信息[6]。

其中，对人员流动量较高的时间段和区域，例如早晨7点到9点及晚上7点到10点入口通道，进行了多次数据采集。整个过程持续采集三个周期（即三周）的数据，目的是为了更好地分析和了解该区域的人员流动特点和规律。在每日的数据采集中，选取了早上、中午、下午和晚上这几个人流量集中的时间点进行数据采集和对比，同时结合学生课表，对采集到的数据进行了合理的分析汇总，得出的数据如图2所示。

经过初步的数据采集以及整理分析，从柱状图可知在每天进出宿舍楼的高峰期人员流动的人员数量，在每天的固定时间段会出现人员数量的高峰期；从折线图可知，工作日和周末的人员流量会存在明显差距，周末各个时间段的人员流动数量均小于工作日的人员数量。

3.3  人员流动仿真分析

将BIM模型和人员流动数据导入MassMotion人员流动仿真軟件模拟空间人员流动情况。运用软件新增的功能——邻近分析，行人在靠近到一定距离内会变成红色，以此来量化评估不同场景下的更加合理的隔离策略，导出人员流动的仿真结果数据[7]。

仿真软件人员流动的运行结果如图3所示，将数据以人员流动动态仿真视频、图表分析等可视化的方式呈现出来，并把最终的数据结果、仿真软件邻近分析结果中显示红色的人员等真实情况反馈给校园管理者，把学校日常管理阶段实行的管理方法真实地呈现出来，并为校园管理者优化校园管理方法提供最可靠、最直观的数据支持。

4  人员流动仿真模拟的结果分析

根据现阶段已有的数据和BIM模型，运用MassMotion人员流动仿真软件对人员流动做了初步的仿真模拟，并且导出人员流动的相关数据，助力管理部门设计和完善校园的管理方案，实现对校园各节点人流的干预，降低人员聚集引发的风险[8]。

4.1  结果输出

工作日（左图）与周末（右图）出行人流数量热力图对比如图4、图5所示，图例从上到下依次表示人流数量的下降，读取图中左上方图例可知，最上方部分表示每平方米人流数量为58.8以上，最下方部分表示每平方米人流数量仅为8.8～18.8。通过对比工作日与周末人员出行的数量可知，工作日的出行人数明显多于周末的出行人数，且在此时间段内的工作日存在严重的人员聚集问题。

工作日（图4）与周末（图5）出行人员密度热力图对比如图6、图7所示，图例从上到下依次表示每平方米最大人员密度的下降，读取图中左上方图例可知，最上方部分表示每平方米人员密度为2.174以上，最下方部分表示每平方米人员密度仅为0～0.309。

通过工作日与周末出行高峰期人员密度可知，人员密集程度十分直观地呈现出来，经过对比可知，周末的人员密度明显低于工作日，因此工作日的人员出行时存在严重的人员聚集情况。

通过以下折线图可以直观看出宿舍在工作日的两个进入高峰期的人员密度，工作日中午12：10—12：20与下午18：10—18：20进入宿舍楼人员密度对比如图8所示，两个时间段的人员密度均处于较高的水平。

周末早晨7：45—7：55与下午13：45—13：55出行人员密度对比如图9所示，可以直观看出宿舍在周末的两个进入高峰期的人员密度，两个时间段的人员密度均处于较低的水平，且下午的出行人员密度明显低于早晨的出行人员密度。

4.2  结果分析

通过上述对人员流的初步仿真分析以及可视化结果，可以直观地观察到在现阶段的日常管理方法及措施下人员流动的真实现状，大规模的人员流动通过仿真分析可以反馈出各类具体的图表分析以及动态仿真模拟。

根据上述分析，可以观察到工作日的人员聚集程度明显大于周末，为此可以采取以下措施对人员流动进行疏导，减少人员聚集：

1）引导减少工作日的人员流动。由于工作日的人员聚集明显大于周末，学校方面可通过调整课表，将课程密集时间段的课程转移至周末，从而适当减少工作日人员的外出。

2）分散外出时间节点。学生在早上出宿舍去上课时，会出现大规模聚集现象，为了缓解此类大规模聚集情况，学校可以通过第一节课错峰上课等管理方法进行人员流动的优化。

3）增设分散的人员出入口[9]。调研发现，北区8号宿舍仅设置一个出入口，在人员密集的时间节点，所有人只能通过一个通道进出，进一步增加了人员密集程度[10]。因此，学校后勤部门可协调开通宿舍的其他出入口，有序引导学生进出宿舍。

4）充分调动楼梯的通行能力。由上述图表可知，人员聚集点多出现在一楼大厅的电梯间，其他楼层的人员密集程度远远小于一楼大厅，因此学校可组织相关人员进行引导，促使更多人使用楼梯。例如，低楼层的学生可直接通过楼梯回到宿舍；高楼层的学生可通过楼梯和电梯相结合的方式回到宿舍，先通过电梯到达人员密集程度低的楼层，然后通过楼梯回到宿舍。

5  结  论

在当前我国高校人员不断增长的情况下，通过BIM+MassMotion直观反映人员流动情况，有利于高校对人员做出合理调配，统一指挥，尽可能规避密集、拥堵等现象，提高人员流动管理效率，促进校园智慧化建设。

基于BIM+MassMotion的人员流动模拟平台的搭建不仅对高校管理部门设计和完善校园人员流动管理方案有着巨大的帮助，而且为今后解决其他场景下的人员聚集情况、进行人员疏导有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1] 戴彪.基于高校宿舍区域突发事件人员疏散的仿真与方法研究 [D].太原：中北大学，2017.

[2] 宋承澄，曾旭东. 基于BIM+MASSMOTION的重庆山地聚落现象学研究——以重庆弹子石老街山地聚落为例 [C]//

2020年全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会.北京：中国建筑工业出版社，2020：441-447.

[3] 向红艳，石统洲.轨道交通车站十字冲突区域优化研究 [J].计算机仿真，2022，39（10）：178-183.

[4] 楊乐，宋舸，张泓，等.基于MassMotion仿真的三甲医院急诊科感控管理优化研究 [J].中国医院建筑与装备，2023，24（2）：68-72.

[5] 赵知易，谢再晋，祁宇轩，等.基于RFID与蓝牙技术的智慧门禁系统设计 [J].电子设计工程，2023，31（11）：60-64+69.

[6] 益朋，梁政浩，贺喜平，等.景观地带设置形式对人员疏散流动效率的影响研究 [J].中国安全生产科学技术，2022，18（12）：190-196.

[7] 贾晓浒，张波，周家绪，等.基于MassMotion软件的幼儿园楼梯疏散效率研究 [J].当代建筑，2022（11）：100-103.

[8] 张达奇.基于MassMotion的城市轨道交通换乘枢纽客流组织方案评估 [D].深圳：深圳大学，2019.

[9] 杨熙，赵茜，郭建.基于MassMotion仿真的商业综合体入口层优化策略研究——以银泰创意城为例 [J].华中建筑，2023，41（1）：58-63.

[10] 杨海明，赵道亮，孙康娴，等.基于MassMotion及PyroSim的高层宿舍火灾模拟研究 [J].消防科学与技术，2020，39（1）：52-55.

作者简介：王慧乾（2001—），女，汉族，山东滨州人，本科在读，研究方向：工程造价。