林 國 成

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

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基于生理負(fù)荷的城市軌道交通換乘距離研究

林 國 成

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

從城市居民出行的生理特性出發(fā)，分析了出行者機(jī)體生理恢復(fù)的理想時間，根據(jù)人體恢復(fù)常態(tài)時間與連續(xù)出行時間、身體能量代謝的關(guān)系，得出銜接交通方式的理想換乘距離，最后總結(jié)了在城市軌道交通線網(wǎng)布局、客流預(yù)測以及車站設(shè)施設(shè)計的方法。

城市軌道交通，生理負(fù)荷，換乘距離，客流

0 引言

國內(nèi)外大中城市交通發(fā)展模式基本呈現(xiàn)以城市軌道交通為骨干，以公交為主體，步行+自行車為終端銜接的公共交通體系。近年我國城市軌道交通發(fā)展迅速，為解決城市交通問題，做好城市軌道交通規(guī)劃換乘銜接，對城市公共交通一體化建設(shè)具有重要意義。城市軌道交通銜接的主要出行方式為步行、自行車、公交三種方式，城市居民的換乘距離與出行者的身體生理負(fù)荷密切相關(guān)。本文通過分析出行者的生理特性，提出城市軌道交通銜接換乘的合理距離，為城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃布局以及軌道站點(diǎn)設(shè)置提供技術(shù)支撐。

1 生理恢復(fù)的理想時間

在城市居民出行過程中，出行者需要不斷耗能，來實(shí)現(xiàn)出行目的。不同的出行方式出行者耗能是不同的，當(dāng)出行者身體能耗達(dá)到一定程度時，身體就會表現(xiàn)出疲勞、不適癥狀，不愿完成出行目的。說明出行者選擇方式與出行者的生理負(fù)荷情況密切相關(guān)，本文利用生理負(fù)荷強(qiáng)度來衡量城市居民出行過程中的身體能耗指標(biāo)，采用出行者在不同出行方式單位時間平均總能耗表示。

文獻(xiàn)[1]對城市居民出行者的個體行為生理特性進(jìn)行了深入研究，得到不同出行方式下的出行者單位時間總能耗，如表1所示。

表1 不同出行方式單位時間平均總能耗 kJ/min

根據(jù)人體出行行為活動研究，當(dāng)出行者身體表現(xiàn)出疲勞、不適癥狀時，出行者身體需要休息一段時間，來維持繼續(xù)完成出行目的。人體機(jī)能需要一定時間來恢復(fù)常態(tài)，人體恢復(fù)時間與身體的活動量密切相關(guān)。出行者的活動量越大，也就需要更長的時間來恢復(fù)。

綜合分析認(rèn)為：人體機(jī)能在0 min～5 min休息時間能恢復(fù)常態(tài)是理想時間，在5 min～10 min休息時間能恢復(fù)常態(tài)是為可接受時間，在10 min～20 min休息時間能恢復(fù)常態(tài)是可容忍時間，在20 min以上休息時間能恢復(fù)常態(tài)為疲勞時間。

2 生理恢復(fù)的理想換乘距離

城市居民出行過程中，身體恢復(fù)正常狀態(tài)所需時間與連續(xù)出行時間長短、身體能量代謝大小相關(guān)。

T=0.02(Y-3)1.2×(t)1.1

(1)

其中，T為機(jī)體疲勞恢復(fù)常態(tài)時間，min；Y為不同交通方式單位能耗，kJ/min；t為出行者連續(xù)出行時間，min。

為了保證城市居民出行過程中以正常狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行出行活動，出行者休息時間應(yīng)不小于機(jī)體疲勞恢復(fù)常態(tài)時間。

根據(jù)相關(guān)城市綜合交通調(diào)查資料，成年人占比約80%、未成年人占比約20%；男性占比約65%、女性占比約35%；綜合計算城市軌道交通銜接的步行、公交(站)、自行車三種方式平均能耗分別為14.64 kJ/min，14.22 kJ/min，17.15 kJ/min。

根據(jù)出行者機(jī)體的恢復(fù)常態(tài)的時間要求，采用不同交通方式的平均能耗指標(biāo)，計算出行者不同交通方式的出行距離與機(jī)體恢復(fù)常態(tài)的時間的關(guān)系，如表2所示。

表2 不同機(jī)體恢復(fù)常態(tài)時間與出行距離對應(yīng)關(guān)系

按照“以人為本”原則，出行者一次出行，需經(jīng)過多次換乘，來實(shí)現(xiàn)出行目的。城市軌道交通作為綜合交通大中城市的主骨架，勢必要求軌道交通的銜接換乘距離應(yīng)該滿足出行者的身體生理負(fù)荷。本文認(rèn)為出行者在生理恢復(fù)的理想時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)城市軌道交通與其他方式的換乘才是理想的換乘關(guān)系。出行者機(jī)體0 min～5 min恢復(fù)常態(tài)時間視為理想時間，則城市軌道交通銜接的三種方式換乘距離為理想換乘距離：理想步行換乘距離為0 m～800 m，理想自行車換乘距離為800 m～1 600m，理想公交(站)換乘距離為1 600 m～3 000 m。另外從軌道交通客流吸引角度分析，城市軌道交通第一層吸引范圍為0 m～800 m，第二層吸引范圍為800 m～1 600 m，第三層吸引范圍為1 600 m～3 000 m。

3 啟示和作用

1)為城市軌道交通線網(wǎng)布局規(guī)劃提供理論支撐。

根據(jù)建標(biāo)104—2008城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，城市軌道交通在全封閉線路上，市中心的車站間距不宜小于1 km，市區(qū)外圍的車站間距宜為2 km。本文根據(jù)人體生理恢復(fù)特征，市中心城市軌道交通車站設(shè)置首要滿足車站周邊居民的步行換乘至軌道交通的出行要求，其次是采用自行車換乘至軌道交通，分析認(rèn)為市中心城市軌道交通車站理想間距宜為1.6 km～3.2 km。市區(qū)外圍組團(tuán)的車站應(yīng)盡量滿足公交換乘的出行需求，分析認(rèn)為車站理想間距宜為3.2 km～6 km。與建標(biāo)104—2008中車站分布提出車站間距宜為1 km～2 km的要求存在一定差距，分析認(rèn)為以前大中城市軌道交通發(fā)展過程中未充分考慮自行車換乘因素，主要體現(xiàn)步行換乘，車站間距偏小。城市軌道交通具有大運(yùn)量、快速、準(zhǔn)時、舒適的特性，主要承擔(dān)城市中遠(yuǎn)距離客流為主，車站設(shè)置不宜太密集。尤其在中小城市規(guī)劃發(fā)展城市軌道交通過程中，要充分體現(xiàn)軌道交通作為城市綜合交通系統(tǒng)的主骨架作用，本文依據(jù)人體生理恢復(fù)特征，得到的理想車站間距可作為城市軌道交通規(guī)劃布局的重要參考依據(jù)，為城市軌道交通線網(wǎng)布局提供理論支撐。

2)為城市軌道交通客流預(yù)測分析，提供客流吸引劃分依據(jù)。

城市居民作為城市軌道交通客流預(yù)測的主體，人體生理特征與客流預(yù)測密切相關(guān)。城市軌道交通的第一層吸引范圍為步行換乘居民，距離為0 m～800 m，第二層吸引范圍為自行車換乘，距離為800 m～1 600 m，第三層吸引范圍為公交換乘，距離為1 600 m～3 000 m。目前，城市軌道交通客流預(yù)測過程中，一般按照第一層吸引軌道交通兩側(cè)750 m，第二層吸引軌道交通兩側(cè)3 000 m，缺少自行車換乘的研究。隨著大中城市共享單車的發(fā)展，自行車成為介于步行和公交兩種方式之間的綠色交通，成為城市軌道交通重要換乘方式，在城市軌道交通客流預(yù)測中，將占據(jù)重要地位。

3)軌道交通車站應(yīng)設(shè)計人性化設(shè)施。

城市軌道交通車站內(nèi)外應(yīng)設(shè)置適量的休息座椅，供換乘者休息以恢復(fù)體力；換乘站應(yīng)盡量減少上下樓梯換乘長度，減少出行者的能耗，提高換乘舒適度；換乘站應(yīng)充分布設(shè)自行車換乘設(shè)施，實(shí)現(xiàn)綠色出行；公交換乘站宜設(shè)置成港灣式停車站，應(yīng)盡可能靠近城市軌道交通出入口。

4 結(jié)語

本文按照“以人為本”的原則，從城市居民出行的生理特征出發(fā)，研究人體生理恢復(fù)常態(tài)時間與連續(xù)出行時間、身體能量代謝的關(guān)系，以出行者出行中的機(jī)體恢復(fù)理想時間為條件，對城市軌道交通換乘銜接距離進(jìn)行了探討，并提出了理論換乘距離，為軌道交通線網(wǎng)布局規(guī)劃、客流預(yù)測以及車站的設(shè)備設(shè)施設(shè)計等方面提出了一定的理論支撐，為實(shí)現(xiàn)城市公共交通一體化建設(shè)及具有重要的意義。

[1] 郭寒英.基于出行者生理心理的城市客運(yùn)交通出行行為研究[D].成都：西南交通大學(xué),2007.

[2] 林國成.城市綜合客運(yùn)樞紐換乘銜接研究[D].西安：長安大學(xué),2010.

[3] 彭 輝.綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)理論分析[D].西安：長安大學(xué),2006.

[4] 潘東來.城市軌道交通樞紐交通銜接研究[D].武漢：華中科技大學(xué),2005.

[5] 葛 亮.王 煒.鄧 衛(wèi),等.城市客運(yùn)換乘樞紐規(guī)劃及設(shè)計方法研究[J].規(guī)劃師,2004(10)：53-55.

Study on transfer distance of urban rail transit based on physiological load

Lin Guocheng

(ChinaRailwayEngineeringConsultingGroupCo.,Beijing100055,China)

This paper starts from the physiological characteristics of urban residents’ travel, and analyzes the ideal time for the physical recovery of travelers. According to the body to restore the normal time and continuous travel time, the relationship between body energy metabolism, the convergence of transport mode to get the ideal transfer distance. Finally, this paper summarizes the method of urban rail transit network layout, passenger flow forecast and station facility design.

urban rail transit, physiological load, transfer distance, passenger flow

1009-6825(2017)09-0019-03

2017-01-18

林國成(1983- )，男，工程師

TU984.191

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