彭 丹，劉 悅，寧 佳

（西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都 611756）

0 引言

隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)，客流增長(zhǎng)迅猛。目前車站設(shè)計(jì)主要基于客流預(yù)測(cè)，鑒于預(yù)測(cè)客流與實(shí)際客流之間的差異，很多車站出現(xiàn)了能力匹配性不足，甚至嚴(yán)重?fù)頂D的情況，如何對(duì)其匹配性進(jìn)行有效評(píng)價(jià)一直是重難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者大都基于乘客滿意度的角度，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法等評(píng)價(jià)車站服務(wù)水平[1-3]。城市軌道交通換乘站是軌道交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中的重要節(jié)點(diǎn)，大部分研究偏向于換乘站宏觀布局以及與其他交通方式銜接的協(xié)調(diào)性[4-5]，缺乏站內(nèi)基于實(shí)際客流的設(shè)施能力匹配性研究。本文基于換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施實(shí)際能力分析，本著客觀科學(xué)的原則，構(gòu)建了相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施的改造優(yōu)化提供一定的參考建議。

1 換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力及其與客流匹配性分析

乘客在換乘站的活動(dòng)主要分為進(jìn)出站、換乘和上下車3大類，根據(jù)換乘站客流路徑，主要對(duì)進(jìn)出站運(yùn)營(yíng)設(shè)施、換乘設(shè)施以及上下車站臺(tái)等能力進(jìn)行分析。由于車站性質(zhì)不同，所吸引的客流類型也有所差異，車站運(yùn)營(yíng)設(shè)施的實(shí)際通過(guò)能力不盡相同。因此，對(duì)某大型換乘車站S在高峰小時(shí)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，以確定各運(yùn)營(yíng)設(shè)施的實(shí)際通過(guò)能力。

車站S為城市軌道交通3號(hào)線和5號(hào)線（以下簡(jiǎn)記為L(zhǎng)3和L5）的交匯換乘站，L3呈南北向分布，L5呈東西向分布。在車站S中，站廳層和站臺(tái)層分布如圖1所示。

圖1 車站 S 站廳層與站臺(tái)層分布示意圖

1.1 進(jìn)出站運(yùn)營(yíng)設(shè)施

根據(jù)乘客進(jìn)出站活動(dòng)，其運(yùn)營(yíng)設(shè)施可分為售票機(jī)、進(jìn)出站閘機(jī)以及進(jìn)出站樓扶梯。

1.1.1 售票機(jī)

售票機(jī)一般分為人工售票機(jī)和自動(dòng)售票機(jī)2種，車站S人工售票窗口不提供進(jìn)站購(gòu)票服務(wù)，其自動(dòng)售票機(jī)的實(shí)際服務(wù)能力為：

式（1）中，NSPJ為自動(dòng)售票機(jī)服務(wù)能力，人/（h·臺(tái)）；tSPJ為每位乘客平均使用自動(dòng)售票機(jī)耗時(shí)，s。

車站S為辦公商業(yè)型，早高峰出站客流和晚高峰進(jìn)站客流較大，但是由于絕大部分為通勤客流，多使用一卡通，購(gòu)票比例小，早晚高峰進(jìn)站乘客購(gòu)票比例分別為15.2%、4.4%。早晚高峰小時(shí)自動(dòng)售票機(jī)能力富裕度如圖2所示。車站S共計(jì)20臺(tái)售票機(jī)，服務(wù)能力十分充裕，其早晚高峰平均富裕度分別達(dá)到89.3%、61.7%。

圖2 高峰小時(shí)售票機(jī)能力富裕度分析

1.1.2 進(jìn)出站閘機(jī)

進(jìn)出站閘機(jī)是車站站廳付費(fèi)區(qū)和非付費(fèi)區(qū)的分界，一般有門扉式和三桿式2大類。車站S均為門扉式，有單向和雙向2種，其實(shí)際服務(wù)能力分別如下：

式（2）中，NDXZJ、NSXZJ分別為單向和雙向閘機(jī)的服務(wù)能力，人/（h·臺(tái)）；nDXZJ、nSXZJ為高峰小時(shí)客流連續(xù)情況下，平均每臺(tái)單向和雙向閘機(jī)每分鐘服務(wù)人數(shù)，人/（min·臺(tái)）。

車站S站廳層進(jìn)出站閘機(jī)數(shù)分布如表1所示。車站S早晚高峰小時(shí)各區(qū)域閘機(jī)能力利用富裕度達(dá)21%～96%不等，如圖3所示。早高峰出閘能力富裕度較小，約為30%；晚高峰進(jìn)閘能力富裕度較小，約為50%。整體而言，車站S各方向閘機(jī)服務(wù)能力比較充裕。

表1 車站 S 站廳層進(jìn)出站閘機(jī)數(shù)分布 臺(tái)

圖3 高峰小時(shí)各區(qū)域閘機(jī)能力富裕度分析

1.1.3 進(jìn)出站樓扶梯

站臺(tái)與站廳一般靠樓扶梯連接。樓梯一般為上下行混合通行。樓梯混合通行能力以及扶梯的實(shí)際疏散能力分別如下：

式（3）中，NLT-HH、NFT分別為樓梯混合通行能力以及扶梯的疏散能力，人/（h·m）；nLY-HH、nFT分別為高峰小時(shí)客流連續(xù)情況下，平均每組樓梯和扶梯每分鐘疏散人數(shù)，人/（min·組）。

表2 車站 S 進(jìn)出站樓扶梯分布 組

車站S站廳層進(jìn)出站樓扶梯分布如表2所示。早晚高峰小時(shí)各區(qū)域進(jìn)出站能力利用富裕度達(dá)26%～97%不等，如圖4所示。早高峰出站能力富裕度較小，約為45%；晚高峰進(jìn)站能力富裕度較小，約為42%。整體而言，車站S各區(qū)域進(jìn)出站樓扶梯服務(wù)能力比較充裕。

圖4 高峰小時(shí)各區(qū)域樓扶梯能力富裕度分析

1.2 換乘樓扶梯設(shè)施

L3與L5在車站S的換乘樓扶梯分布如表3所示。根據(jù)乘客乘車行為習(xí)慣和偏好，乘客優(yōu)先選擇扶梯而非樓梯?；诖?，通過(guò)計(jì)算得到早高峰L3和L5之間各換乘樓扶梯能力富裕度如表4所示，早高峰L3換乘L5的客流較大，換乘樓扶梯能力不足。

表3 L3 和 L5 線路間換乘樓扶梯分布 組

表4 早高峰 L3 和 L5 線路間換乘樓扶梯能力富裕度 %

1.3 上下車站臺(tái)設(shè)施

站臺(tái)是供乘客上下車和候車的活動(dòng)場(chǎng)所，主要有島式、側(cè)式和混合式3種類型。L3和L5在車站S的站臺(tái)形式分別為島式站臺(tái)和側(cè)式站臺(tái)。

已知站臺(tái)容納能力NZTRN與站臺(tái)有效面積SZTYX正相關(guān)，與站臺(tái)客流密度ρKL負(fù)相關(guān)。

式（4）中，NZTRN為站臺(tái)容納能力，人；SZTYX為站臺(tái)有效面積，m2；ρKL為站臺(tái)客流密度[6]，m2/人。其中ρKL—般取0.33～0.75m2/人，綜合考慮站臺(tái)利用率及乘客安全，通常情況下取0.75m2/人。

以列車行車間隔為時(shí)間段，考慮站臺(tái)最大程度擁擠。假設(shè)乘客均遵守“先下后上”的乘車規(guī)則，則當(dāng)列車車廂內(nèi)所有下車乘客剛好下完未乘坐樓扶梯疏散，同時(shí)上車乘客還未上車，此時(shí)站臺(tái)乘客最多最擁擠。對(duì)于島式站臺(tái)考慮極端情況——2個(gè)方向列車同時(shí)到達(dá)，對(duì)于側(cè)式站臺(tái)主要考慮大客流方向。

當(dāng)站臺(tái)客流密度ρKL分別取0.33m2/人、0.5m2/人和0.75m2/人時(shí)，早高峰車站S各站臺(tái)容納能力富裕度如圖5所示。L3在車站S的站臺(tái)P3，站臺(tái)面積及有效面積小，站臺(tái)容納能力不足；L5在車站S的站臺(tái)P5E和P5W，站臺(tái)面積及其有效面積較大，且2個(gè)方向客流無(wú)交叉，站臺(tái)容納能力基本滿足需求。

圖5 早高峰小時(shí)車站 S 各站臺(tái)容納能力富裕度分析

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)與模型

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)對(duì)換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力的分析，建立的評(píng)價(jià)體系分為2層：第1層共3個(gè)指標(biāo)，第2層共7個(gè)指標(biāo)，如圖6所示。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型

城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力與客流的匹配性具有一定的模糊性，其影響因素是多方面的，各影響因素的權(quán)重也略有差異。為了恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性，利用模糊數(shù)學(xué)原理，從進(jìn)出站設(shè)施、換乘設(shè)施以及上下車站臺(tái)3個(gè)方面，建立換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性的模糊綜合評(píng)價(jià)模型。

圖6 城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1 建立因素集

設(shè)因素集U是城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系第1層的3個(gè)指標(biāo)的集合，U={U1，U2，U3}，其中U1、U2、U3是U的子因素集，分別表示進(jìn)出站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性、換乘樓扶梯能力匹配性和上下車站臺(tái)能力匹配性。

設(shè)因素集u是城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系第2層的7個(gè)指標(biāo)的集合，u={u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7}。

2.2.2 建立評(píng)價(jià)集

設(shè)V是城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力評(píng)價(jià)集。V ={V1，V2，V3，V4，V5}，其中V1、V2、V3、V4、V5分別表示對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)為十分富裕、富裕、匹配、不足、嚴(yán)重不足。

2.2.3 建立權(quán)重集

由于各評(píng)價(jià)因素對(duì)事件產(chǎn)生影響的輕重程度不一樣，所以需要建立相應(yīng)的權(quán)重集?？梢暈橐蛩丶系?個(gè)模糊集，模糊集由 m 個(gè)權(quán)重元素構(gòu)成：w ={w1，w2，…，wm}，滿足，wj≥0。

記第1層指標(biāo)權(quán)重為W=（W1，W2，W3），記第2層指標(biāo)權(quán)重分別為。

2.2.4 模糊綜合評(píng)價(jià)

單因素模糊評(píng)價(jià)是指從1個(gè)因素出發(fā)確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集V的隸屬程度rki。本文構(gòu)建的指標(biāo)體系分為2層，因此需要進(jìn)行2次分級(jí)評(píng)價(jià)。

（1）一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

記為單因素評(píng)價(jià)集，。則第1層3個(gè)指標(biāo)的單因素評(píng)價(jià)矩陣分別如下：

記Pk為一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集，，其中“°”表示模糊算子，本文取M（∧，∨）。則這3個(gè)一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集所組成的評(píng)價(jià)矩陣R如下：

（2）二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

記Q為二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集，基于第1層指標(biāo)權(quán)重W以及一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣R，進(jìn)行整體評(píng)價(jià)：

根據(jù)此計(jì)算結(jié)果，按照最大隸屬度原則來(lái)確定能力匹配性等級(jí)。選擇二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集Q中最大的模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)集V中的等級(jí)，作為城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 案例分析

3.1 數(shù)據(jù)整理

模糊綜合評(píng)價(jià)是各因素權(quán)重和單因素評(píng)價(jià)的復(fù)合，因此權(quán)重確定至關(guān)重要，其方法主要有專家估計(jì)法、AHP法和頻數(shù)統(tǒng)計(jì)法等。由于對(duì)車站能力匹配性研究專業(yè)性較強(qiáng)，因此本文采用專家估計(jì)法確定權(quán)重。

基于城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性分析，采用專家估計(jì)法確定各級(jí)因素指標(biāo)權(quán)重以及因素集模糊評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，分別如表5和表6所示。

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)

3.2.1 一級(jí)指標(biāo)模糊綜合評(píng)價(jià)

基于第1層3個(gè)指標(biāo)的單因素評(píng)價(jià)矩陣，分別計(jì)算模糊綜合評(píng)價(jià)集P1、P2、P3：

表5 各級(jí)因素指標(biāo)權(quán)重

表6 因素集模糊評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

同理可得。

3.2.2 二級(jí)指標(biāo)模糊綜合評(píng)價(jià)

基于以上3個(gè)模糊綜合評(píng)價(jià)集所組成的評(píng)價(jià)矩陣R，進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)：

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)論

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，按照最大隸屬度原則來(lái)確定能力匹配性等級(jí)。對(duì)于一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集，分別選擇P1、P2、P3中最大值所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)集V中的評(píng)價(jià)等級(jí)作為一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果；對(duì)于二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集，選擇Q中最大值所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)集V中的評(píng)價(jià)等級(jí)作為二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，也就是城市軌道交通換乘站S運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如表7所示，P1中最大值為0.55，則評(píng)價(jià)值為0.55，表示進(jìn)出站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性評(píng)價(jià)等級(jí)為“富裕”；P2中最大值為0.50，則評(píng)價(jià)值為0.50，表示換乘樓扶梯能力匹配性評(píng)價(jià)等級(jí)為“匹配”或“不足”；P3中最大值為0.60，則評(píng)價(jià)值為0.60，表示上下車站臺(tái)能力匹配性評(píng)價(jià)等級(jí)為“不足”。整體上，換乘站S運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力與客流匹配性為中等偏下；具體而言，換乘樓扶梯能力匹配性較弱，上下車站臺(tái)能力不匹配。

3.4 改善措施

基于以上分析，換乘車站S運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性較弱的關(guān)鍵在于車站換乘客流大，換乘樓扶梯能力略有不足，以及上下車客流較大，站臺(tái)面積小，站臺(tái)容納能力不足。因此，可以從樓梯改造、擴(kuò)大站臺(tái)面積以及引導(dǎo)客流3個(gè)方面入手，對(duì)車站進(jìn)行改善。

3.4.1 換乘樓梯改造

基于車站換乘樓扶梯疏散能力與實(shí)際客流的匹配性分析，薄弱之處在于站臺(tái)P3與P5W之間，其換乘方式包括2組1m寬扶梯和1組1.4m寬樓梯。由于同等寬度下，樓梯的疏散能力遠(yuǎn)小于扶梯，因此，可利用這1組1.4m寬的樓梯，將其改造為扶梯，或者利用該面積將2組1m寬扶梯更換為1.2m或1.4m的更寬的扶梯，提高兩站臺(tái)間換乘扶梯的疏散能力。

表7 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3.4.2 擴(kuò)大站臺(tái)面積

島式站臺(tái)P3面積小，上下車客流大。站臺(tái)上6組進(jìn)出站扶梯以及4組換乘扶梯和2組換乘樓梯占據(jù)了很大部分面積，導(dǎo)致站臺(tái)可供乘客上下車活動(dòng)的可使用面積小，且早高峰下車客流大、晚高峰上車客流大，使站臺(tái)容納能力嚴(yán)重不足。

因此，可考慮對(duì)車站S站臺(tái)P3進(jìn)行擴(kuò)建，在原有的島式站臺(tái)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)建1個(gè)側(cè)式站臺(tái)，形成“一島一側(cè)”，增加站臺(tái)面積，提高站臺(tái)容納能力。

3.4.3 引導(dǎo)客流

利用工作人員或者欄桿對(duì)客流進(jìn)行引導(dǎo)，讓乘客按秩序乘車、候車、下車，減少客流沖突，以減輕站臺(tái)客流壓力。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性是提高車站運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量的先決條件。對(duì)其進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，找到能力的薄弱環(huán)節(jié)并進(jìn)行改善，有利于車站提供更好的服務(wù)。以車站S 為例，根據(jù)城市軌道交通換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施的特點(diǎn)，構(gòu)建了換乘站運(yùn)營(yíng)設(shè)施能力匹配性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并建立了相應(yīng)的模糊綜合評(píng)價(jià)模型。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的分析，結(jié)果表明該評(píng)價(jià)方法具有一定的實(shí)用性和可操作性，可為城市軌道交通優(yōu)化改造提供依據(jù)，對(duì)提高車站運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平具有重要作用。

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