基于BIM+MassMotion的高校人員流動管理方法的優化

王慧乾 高玲琍 武亞民 吳佳欣 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：隨著高等教育的不斷擴招，高校中的人數越來越多，人群密集場所也日漸增多，因此，如何安全、合理、高效地對高校中的人員進行人員流動管理是重要任務。相比于其他人群密集的場所而言，宿舍占據著學生日常生活中很大一部分的時間，以青島理工大學北區8號宿舍樓為研究對象，在多方位、多平臺、多渠道獲取的現有管理方案下宿舍人員流動數據的基礎上，采用BIM技術真實還原建筑模型，使用MassMotion對校園人員流動情況進行仿真分析，有助于學校對人員更好地統一化管理與調整，提升校園智慧化管理效率。

關鍵詞：高校；人員流動管理；BIM技術；仿真模擬

中圖分類號：TP391.9? 文獻標識碼：A? 文章編號：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

本項目通過BIM建模技術與MassMotion人員流動分析軟件相結合，將人員流動數據導入MassMotion中，模擬我校園內人員流動情況，直觀地反映出人員的行進路線，并對人員流動數據的密集程度、逗留時間、人員間距等情況進行對比分析，得到可靠的分析結果，甄別出人員擁擠、聚集多發節點，導出相關分析數據供學校參考，以助于學校更好地對學校人員進行優化管理。

1? 研究背景

近年來，隨著國家對高等教育的不斷投入，高校人口數量長期保持著一個較高的密度水平，導致人員流動擁擠、密集等現象增多，這無疑增大了發生意外傷害的概率[1]。因此，作為高校管理層，針對高校人群密集場所的人員流動情況，如何有效掌握人員的動態變化規律、如何制定更精準的人員管理優化策略，是推進校園智慧化、實現高效管理的重要內容。

因此，為避免校園內出現人員流動擁擠、聚集等現象，提高人員流動管理效率，本項目將BIM與MassMotion相結合，推進創建智慧化校園，來實現學校統一化、精準化的人員調配與管理[2]。

2? 研究內容

本項目采用MassMotion人員流動仿真模擬軟件進行人流的仿真模擬，并與BIM建模軟件結合，選取青島理工大學北區8號宿舍人員流動較大的時間節點和流量節點，運用系統信息獲取與實地采集相結合的方法，對大學生的日常流轉進行可視化模擬[3]，并將模擬所得的分析數據提供給學校，讓學校管理層對學校內部的人員流動情況有最直觀的感受，以協助其制定更有效的人員流動管控方案，優化校園管理政策[4]。

3? 人員流動情況仿真模擬的過程

3.1? 建立北區8號宿舍模型

本項目選取青島理工大學北區8號宿舍為此次人員流動的模擬場景，在Revit 2018中建立真實的場景模型。

青島理工大學北區8號宿舍共15層，其中宿舍的居住層為3到15層，每層有20個房間、2個疏散樓梯、3座電梯，整棟宿舍有兩個大門通向室外。通過Revit軟件對校園內的相關建筑進行1：1建模，為人員流動仿真分析提供真實可靠的場景，如圖1所示。

3.2? 采集北區8號宿舍人員流動數據

3.2.1? 數據收集的方法

數據收集的方法如下：

1）實地調研。項目成員分工合作，將學校不同區域進行分割，以實現對獲取的數據的分類，從而達到實地獲取收集人員流動的數據的全類型覆蓋?；谒@取的基本數據，利用Excel等工具形成數據統計圖表，并進行數據分析，最終獲取校園內不同分區的人員流動情況。校內宿舍樓所占比例較大，因此，本團隊首先進行宿舍樓人員流動的數據收集，通過在宿舍樓內實地觀察以及發放問卷等方式實現人員流動數據收集，這一方法主要通過人工采集。

2）基于一卡通信息的人員感知[5]。當前校園卡被廣泛用于宿舍門禁、食堂就餐、澡堂洗澡、圖書館借閱等地方，數據量十分龐大，并且具有規律性和準確性，為本項目的進一步研究提供了極大的數據基礎?？梢酝ㄟ^校園卡刷卡人次等方式來確定人員流動數據和相關規律性。此方法是對RFID技術的應用，可以高效準確獲取數據信息，為研究提供優質的數據。

3）基于校園智慧交通的數據的獲取。多數校園內存在著智慧校園方案，因此，本團隊以學校內的智慧交通為基礎建立新的數據收集方法。起初通過后勤部門獲取校園內部共享單車的騎行路線和騎行次數以及大部分的停車地點，根據以上信息總結出校園內部人員流動的高峰期和人員聚集較多的時間段和時間地點，針對宿舍樓下的共享單車進行分時間段的數據觀察整理，以達到對人員流動規律的進一步整理分析。

4）匯總大學生課程表。本項目所應用的人員流動仿真軟件MassMotion支持學生課程表的直接導入，為本項目的研究給予了極大便利，因此本項目成員針對不同院系、不同年級的課表進行了初步收集。通過匯總課程表并導入軟件的方法可進一步提高數據的真實性。

5）校園監控網絡數據支持。校園監控網已經是各大高校的成熟技術，利用校園網絡監控人員流動數據，可以精確追蹤學生在校園內的行蹤，包括進入和離開學校的時間、經常出入的地點以及與誰有聯系等信息。

6）校園車庫、圖書館等閘機數據采集。校園圖書館的閘機系統建立十分完善，因此可以通過對進出圖書館的人次以及進出圖書館高峰的時間進行人員流動數據收集。

3.2.2? 人員流動數據的采集

本項目在校園內進行人員流動數據采集，為了更好地代表整個校園宿舍群體的行為，本團隊選擇在北區8號宿舍進行實地調查和數據采集。首先采用實地調查的方式，到北區8號宿舍進行數據采集。通過人工實地觀察、摸底調查和設備安裝等多種方式，記錄了住宿在該宿舍內的學生和教職工進入和離開的時間、地點等數據信息[6]。

其中，對人員流動量較高的時間段和區域，例如早晨7點到9點及晚上7點到10點入口通道，進行了多次數據采集。整個過程持續采集三個周期（即三周）的數據，目的是為了更好地分析和了解該區域的人員流動特點和規律。在每日的數據采集中，選取了早上、中午、下午和晚上這幾個人流量集中的時間點進行數據采集和對比，同時結合學生課表，對采集到的數據進行了合理的分析匯總，得出的數據如圖2所示。

經過初步的數據采集以及整理分析，從柱狀圖可知在每天進出宿舍樓的高峰期人員流動的人員數量，在每天的固定時間段會出現人員數量的高峰期；從折線圖可知，工作日和周末的人員流量會存在明顯差距，周末各個時間段的人員流動數量均小于工作日的人員數量。

3.3? 人員流動仿真分析

將BIM模型和人員流動數據導入MassMotion人員流動仿真軟件模擬空間人員流動情況。運用軟件新增的功能——鄰近分析，行人在靠近到一定距離內會變成紅色，以此來量化評估不同場景下的更加合理的隔離策略，導出人員流動的仿真結果數據[7]。

仿真軟件人員流動的運行結果如圖3所示，將數據以人員流動動態仿真視頻、圖表分析等可視化的方式呈現出來，并把最終的數據結果、仿真軟件鄰近分析結果中顯示紅色的人員等真實情況反饋給校園管理者，把學校日常管理階段實行的管理方法真實地呈現出來，并為校園管理者優化校園管理方法提供最可靠、最直觀的數據支持。

4? 人員流動仿真模擬的結果分析

根據現階段已有的數據和BIM模型，運用MassMotion人員流動仿真軟件對人員流動做了初步的仿真模擬，并且導出人員流動的相關數據，助力管理部門設計和完善校園的管理方案，實現對校園各節點人流的干預，降低人員聚集引發的風險[8]。

4.1? 結果輸出

工作日（左圖）與周末（右圖）出行人流數量熱力圖對比如圖4、圖5所示，圖例從上到下依次表示人流數量的下降，讀取圖中左上方圖例可知，最上方部分表示每平方米人流數量為58.8以上，最下方部分表示每平方米人流數量僅為8.8～18.8。通過對比工作日與周末人員出行的數量可知，工作日的出行人數明顯多于周末的出行人數，且在此時間段內的工作日存在嚴重的人員聚集問題。

工作日（圖4）與周末（圖5）出行人員密度熱力圖對比如圖6、圖7所示，圖例從上到下依次表示每平方米最大人員密度的下降，讀取圖中左上方圖例可知，最上方部分表示每平方米人員密度為2.174以上，最下方部分表示每平方米人員密度僅為0～0.309。

通過工作日與周末出行高峰期人員密度可知，人員密集程度十分直觀地呈現出來，經過對比可知，周末的人員密度明顯低于工作日，因此工作日的人員出行時存在嚴重的人員聚集情況。

通過以下折線圖可以直觀看出宿舍在工作日的兩個進入高峰期的人員密度，工作日中午12：10—12：20與下午18：10—18：20進入宿舍樓人員密度對比如圖8所示，兩個時間段的人員密度均處于較高的水平。

周末早晨7：45—7：55與下午13：45—13：55出行人員密度對比如圖9所示，可以直觀看出宿舍在周末的兩個進入高峰期的人員密度，兩個時間段的人員密度均處于較低的水平，且下午的出行人員密度明顯低于早晨的出行人員密度。

4.2? 結果分析

通過上述對人員流的初步仿真分析以及可視化結果，可以直觀地觀察到在現階段的日常管理方法及措施下人員流動的真實現狀，大規模的人員流動通過仿真分析可以反饋出各類具體的圖表分析以及動態仿真模擬。

根據上述分析，可以觀察到工作日的人員聚集程度明顯大于周末，為此可以采取以下措施對人員流動進行疏導，減少人員聚集：

1）引導減少工作日的人員流動。由于工作日的人員聚集明顯大于周末，學校方面可通過調整課表，將課程密集時間段的課程轉移至周末，從而適當減少工作日人員的外出。

2）分散外出時間節點。學生在早上出宿舍去上課時，會出現大規模聚集現象，為了緩解此類大規模聚集情況，學?？梢酝ㄟ^第一節課錯峰上課等管理方法進行人員流動的優化。

3）增設分散的人員出入口[9]。調研發現，北區8號宿舍僅設置一個出入口，在人員密集的時間節點，所有人只能通過一個通道進出，進一步增加了人員密集程度[10]。因此，學校后勤部門可協調開通宿舍的其他出入口，有序引導學生進出宿舍。

4）充分調動樓梯的通行能力。由上述圖表可知，人員聚集點多出現在一樓大廳的電梯間，其他樓層的人員密集程度遠遠小于一樓大廳，因此學?？山M織相關人員進行引導，促使更多人使用樓梯。例如，低樓層的學生可直接通過樓梯回到宿舍；高樓層的學生可通過樓梯和電梯相結合的方式回到宿舍，先通過電梯到達人員密集程度低的樓層，然后通過樓梯回到宿舍。

5? 結? 論

在當前我國高校人員不斷增長的情況下，通過BIM+MassMotion直觀反映人員流動情況，有利于高校對人員做出合理調配，統一指揮，盡可能規避密集、擁堵等現象，提高人員流動管理效率，促進校園智慧化建設。

基于BIM+MassMotion的人員流動模擬平臺的搭建不僅對高校管理部門設計和完善校園人員流動管理方案有著巨大的幫助，而且為今后解決其他場景下的人員聚集情況、進行人員疏導有重要的借鑒意義。

參考文獻：

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作者簡介：王慧乾（2001—），女，漢族，山東濱州人，本科在讀，研究方向：工程造價。