引言

对既有建筑进行改造、功能调整或运营评估时，往往面临完整精确的三维空间数据缺失的挑战。奥雅纳（Arup）联合内外部专家团队，采用实景捕捉扫描技术，为缺乏或不完整数据的既有空间建立三维模型。此类模型能高效提供空间数据，辅助改造设计决策，显著提升工作效率与方案可靠性。

奥雅纳的人流模拟团队还利用实景捕捉技术，为Oasys MassMotion动态仿真平台开发高保真三维模型。MassMotion可快速导入三维模型，开展精细化评估，从而优化既有空间的改造设计或运营方案。客户可通过"虚拟漫游"直观体验空间效果，为建设投资决策提供依据。

实景捕捉扫描技术

实景捕捉扫描技术涵盖激光雷达（LiDAR）与Matterport等视觉/数字化空间数据采集处理技术。该技术通过激光束获取高精度三维点云数据，还原建筑或结构的形态特征，支持要素提取与桌面测绘。单次可采集1平方米至100平方米空间的高质量三维数据，点云误差小于6毫米，确保物体间距测量的精确性。

点云数据可通过MicroStation等软件处理，转换为MassMotion等行人建模工具所需的格式。三维扫描技术避免了多次现场复勘，降低了文档错误风险。用户可通过虚拟漫游功能远程复核场地，并基于输出的曲面与三维模型进行补充测量与深化设计。因此，实景捕捉扫描能有效降低工程项目风险、提升效率并增强成果可信度。

Figure 1: LiDAR Scanners

Figure 2: Use of Matterport

人群流动与行人建模技术

随着新技术不断重塑我们的设计理念、建造方式和空间体验，人与环境之间的动态交互关系已成为至关重要的考量因素。人员流动评估可广泛应用于各类建筑与城市空间，包括：交通枢纽（换乘中心、车站）、公共建筑（办公场所、博物馆）、大型场馆（体育场、休闲设施）。该评估体系通过动态建模技术对复杂环境进行精细化分析，能够同时输出：1）质性评估结果 - 空间使用效能分析 2）量化数据指标 - 包括人流密度、通行效率等关键运营参数。

MassMotion动态行人建模软件基于人体运动科学的前沿研究成果，并通过实际项目数据持续优化，可对物理空间内的人员流动进行专业技术分析。该解决方案支持规划师和工程师从人性化视角测试多种设计方案、人流密度和运营场景配置，是目前市场上灵活性最高的人员流动模拟平台。

激光雷达扫描和MassMotion行人建模的使用对于受限空间特别有用，例如地铁站，在那里建筑物的扩展空间很小。该软件可以通过建模和测试夹层水平或重新调整垂直运输等选项，对充分利用可用高度的重新设计方案进行评估。

该软件可以通过建模和测试夹层水平或重新调整垂直运输等选项，对充分利用可用高度的重新设计方案进行评估。

项目案例

奥雅纳利用激光雷达扫描技术获得了东欧一个历史悠久的地下换乘站的三维空间模型。大而复杂的换乘站覆盖多层，包括3个独立的车站，6个站台，连接4条不同的列车线路。车站有一个大跨度的自动扶梯网络，连接不同的楼层。客流量很高，早晚高峰时段多达6万人；而且该站每天运行21小时，这限制了该站获取数据的能力。

由于客流量大，客户有兴趣研究提高车站运营的方案。因此，需要开发行人模型来评估不同的布局，但缺乏精确的最新图纸，也没有关于不同楼层高度的信息。除了缺乏空间数据外，也没有关于检票口、零售、售票处和机器等设施位置的准确信息。这些元素和其他障碍物的定位精度对于获得真实的结果非常重要。

由于客流量庞大，客户希望研究优化车站运营的方案。为此需要建立行人流模型来评估不同布局设计，但项目面临精确图纸缺失、各楼层高度数据不足的问题。除空间数据匮乏外，设施定位信息（包括检票口、零售区、售票窗口及自助设备）也不准确。而这些要素及障碍物的精准定位，对模型输出真实结果至关重要。加之项目周期紧迫，亟需一套快速而精确的解决方案，因此团队考虑采用实景三维扫描技术。

在车站夜间关闭期间，客户根据Arup制定的方案，于两周内完成了整个换乘站的结构扫描，并建立了可直接导入MassMotion软件的三维模型。

图3：地下换乘站的激光雷达（LiDAR）模型

图4：地下换乘站LiDAR点云模型

图5：地下换乘站MassMotion行人仿真模型

通过MassMotion行人仿真软件评估的优化方案包括：
• 优化站内整体客流走向：通过调整自动扶梯、楼梯及通道方向，减少乘客流线交叉
• 增设窄体自动扶梯：在现有空间内增加更多扶梯设备
• 改进进出站口布局：重新规划检票闸机、商业点位及自助售票机的分布
• 楼梯坡道化改造：拆除部分现有楼梯，替换为无障碍坡道

• 站内客流优化软性措施建模与实施
通过调整楼梯走向、通道方位及自动扶梯方向，优化进站口布局（如重新排布闸机、迁移售票亭与自助设备），并拆除阻碍客流的商业点位等措施，经模型验证有效后已在车站实际落地。

• 新型窄体扶梯加装场景测试
通过建模模拟采用现代化窄体设备新增一部扶梯的工况，使客户能直观评估车站运营效果，从而在投入重大设计与施工成本前确立决策信心。

• 施工期扶梯临时关停场景推演
开发并测试了施工期间暂停一部扶梯的应急方案，量化评估了常规运营相比的排队增长与延误时长，同时制定了包括施工期客流需求调控在内的应对措施。

图6：优化方案实施前后的进站口布局对比

图7：影响客流走向的商业点位布局

图8：现有自动扶梯布局与新增扶梯方案对比

奥雅纳办公室模型
作为疫情后复工评估的一部分，奥雅纳索利哈尔和诺丁汉办公室的激光雷达（LiDAR）模型被导入MassMotion软件，用于开发评估单向通行系统和密切接触概率的模型。采用实景扫描技术对采集办公室真实数据至关重要，包括家具数量及位置等具体信息。

通过模型分析，团队明确了最容易发生人员冲突的区域，并对包括单向通行路线在内的多种缓解措施进行了测试验证。

图10：奥雅纳索利赫尔办公室MassMotion模型中的Fruin服务水平评估

图11：奥雅纳索利赫尔办公室MassMotion行人仿真模型

图12：奥雅纳诺丁汉办公室MassMotion行人流仿真模型

主要研究结论
研究证实，实景三维扫描技术对开发动态行人流模型至关重要。若采用传统人工数据采集方式，不仅会使项目周期延长数周，还将大幅增加成本投入。

当前可选的实景扫描技术方案多样，具体选用需根据项目需求和场地条件而定。其中，激光雷达（LiDAR）扫描因其独特优势成为推荐方案：

1. 快速建模：能在短期内获取构建大型模型所需的全套数据

2. 精细呈现：提供毫米级精度与超高细节还原度

3. 多维效益：

• 显著提升决策效率与工程置信度

• 有效降低项目风险与成本支出

此类高精度模型在设施改造与工程项目中具有不可替代的应用价值。

欢迎MassMotion软件试用