宮振沖 李 平 方志偉

(北京市軌道交通指揮中心，100101，北京//第一作者，工程師)

在北京軌道交通新建線路可行性研究和初步設(shè)計(jì)運(yùn)營安全專篇評審工作中發(fā)現(xiàn)，車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施通過能力的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際運(yùn)營要求之間存在明顯的矛盾，即按照規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施通過能力不滿足實(shí)際運(yùn)營安全服務(wù)的要求。

城市軌道交通車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施通過能力與客流匹配情況反映出車站的安全服務(wù)水平。本文歸納分析了北京軌道交通線網(wǎng)中車站易出現(xiàn)較高客運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的規(guī)律，并對目前高風(fēng)險(xiǎn)車站的高峰實(shí)際客流與設(shè)備設(shè)施通過能力匹配關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，對照該處高峰期間的客流密度情況，檢驗(yàn)文獻(xiàn)[2]中的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是否滿足安全運(yùn)營需要，若不滿足，則分析其原因并提出相應(yīng)的優(yōu)化方法。本文的研究結(jié)論可為新建線路設(shè)計(jì)階段的高風(fēng)險(xiǎn)車站能力與客流匹配評審提供有力依據(jù)，從而達(dá)到降低新建車站運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)與提高乘客安全服務(wù)水平的目的。

1 線網(wǎng)客運(yùn)高風(fēng)險(xiǎn)車站分析

隨著城市軌道交通線網(wǎng)的快速擴(kuò)張，線網(wǎng)內(nèi)車站不斷增多，換乘站也增多，客流量也在逐年攀升，使部分車站的通道、樓扶梯及站臺等設(shè)備設(shè)施處擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致乘客服務(wù)水平降低，并存在擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)。

1.1 車站客運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)分析方法

基于乘客在車站中的走行流線，以車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施的規(guī)模、數(shù)量和客流之間的匹配關(guān)系作為評價(jià)依據(jù)，以密度、通行時(shí)長等作為具體指標(biāo)，對車站各種設(shè)備設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)定級，得出量化的車站客運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 產(chǎn)生的高風(fēng)險(xiǎn)車站和高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的場所

產(chǎn)生高風(fēng)險(xiǎn)的車站有：

(1) 三線換乘站。城市軌道交通線網(wǎng)中三線換乘站，如西直門站、東直門站、宋家莊站均屬于客運(yùn)高風(fēng)險(xiǎn)車站。

(2) 各線最大客流斷面所涉及的車站。各線最大客流斷面站上車和下車人數(shù)均比較多，易產(chǎn)生站臺滯留及設(shè)備設(shè)施處的大密度客流。涉及到的車站如：崇文門站、惠南站、西二旗站、宣武門站、國貿(mào)站、宋家莊站、東直門站、金臺路站、呼家樓站、五道口站、生命科學(xué)園站、雙井站、軍事博物館站和望京站等。

(3) 高峰小時(shí)某一方向換乘量在1萬人次以上的車站。涉及到的車站如四惠東站、四惠站、知春路站、雍和宮站、呼家樓站、郭公莊站、芍藥居站、北土城站、東單站、望京站、海淀黃莊站、西二旗站、國貿(mào)站、東直門站、惠南站和金臺路站等。

(4) 大型交通樞紐車站。涉及到的車站如西直門站、北京西站、北京站和北京南站等。

高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一般產(chǎn)生在上述高風(fēng)險(xiǎn)車站中的部分設(shè)備設(shè)施處：①連接站臺與站廳的樓扶梯處；②換乘通道內(nèi)，尤其是換乘通道內(nèi)的樓扶梯處或通道內(nèi)拐彎、變窄處；③出入口樓扶梯處；④高客流斷面車站的站臺車門處等。

2 高風(fēng)險(xiǎn)車站通過能力設(shè)計(jì)依據(jù)驗(yàn)證

在城市軌道交通車站設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員依據(jù)DB 11/995—2013《城市軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡稱“設(shè)計(jì)規(guī)范”)對車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施通過能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：站臺至站廳的樓梯、自動扶梯的寬度和數(shù)量計(jì)算,出入口的樓梯、自動扶梯的寬度和數(shù)量計(jì)算,換乘通道及通道內(nèi)樓梯、自動扶梯的寬度和數(shù)量計(jì)算,以及站臺寬度計(jì)算等。

設(shè)計(jì)人員依據(jù)預(yù)測的高峰小時(shí)設(shè)備設(shè)施通過客流量與單位尺寸設(shè)備設(shè)施最大通過能力，設(shè)計(jì)出設(shè)備設(shè)施數(shù)量及尺寸。設(shè)計(jì)依據(jù)如下：

C>αQ

(1)

式中：

C——設(shè)備設(shè)施設(shè)計(jì)最大通過能力；

Q——遠(yuǎn)期高峰小時(shí)通過設(shè)備設(shè)施的預(yù)測客流量；

α——超高峰系數(shù)。

式(1)中，當(dāng)C大于αQ時(shí)(設(shè)計(jì)規(guī)范中未說明大于程度的范圍值，僅規(guī)定大于即可)，即認(rèn)為車站的設(shè)備設(shè)施通過能力可以滿足運(yùn)營需要。本文稱該方法為基于理論能力的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施能力設(shè)計(jì)方法。

目前，在城市軌道交通線網(wǎng)中，多個(gè)車站的設(shè)備設(shè)施的通過能力與通過流量出現(xiàn)不匹配的情況。例如，樓扶梯處客流聚集造成換乘通道客流密度較大，達(dá)到嚴(yán)重?fù)頂D程度時(shí)，會對城市軌道交通的安全及服務(wù)產(chǎn)生不良影響。本文以城市軌道交通線網(wǎng)中的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)車站為實(shí)例，將高峰小時(shí)實(shí)際客流數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)施的通過能力進(jìn)行比較，以驗(yàn)證基于設(shè)計(jì)能力的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施通過能力的設(shè)計(jì)方法是否合理、是否滿足安全服務(wù)的運(yùn)營要求。

2.1 國貿(mào)站

國貿(mào)站高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為10號線與1號線換乘通道以及10號線站廳與站臺連接處的樓扶梯。

2.1.1 換乘通道通過能力驗(yàn)算

1號線與10號線換乘通道寬3.6 m，單向通行。換乘通道通過能力計(jì)算公式為：

C=βC1 m 寬單向l

(2)

式中：

C1 m 寬單向—— 1 m寬換乘通道或樓扶梯單向通過能力，該值為5 000人次/h；

l——換乘通道或樓扶梯寬度；

β——換乘通道折減系數(shù)，取0.9。

由式(2)得出1號線換10號線通道通過能力為16 200人次/h，高峰小時(shí)1號線換10號線客流為11 275人次。國貿(mào)站α取1.3，經(jīng)計(jì)算得知，1號線換10號線通道能力滿足式(1)的要求。

同理，10號線換1號線通道通行能力為16 200人次/h，高峰小時(shí)10號線換1號線客流為9 452人次。α取1.3，經(jīng)計(jì)算得知，10號線換1號線通道能力滿足式(1)的要求。

2.1.2 站廳與站臺連接處樓扶梯通過能力驗(yàn)算

10號線國貿(mào)站站臺到站廳方向設(shè)置6部2 m寬雙向樓梯以及2部0.8 m寬上行自動扶梯。由式(2)得出10號線國貿(mào)站站臺到站廳樓扶梯通過能力為30 880人次/h，10號線國貿(mào)站高峰小時(shí)站臺到站廳人數(shù)為21 360人次。此時(shí)α取1.3，經(jīng)計(jì)算得知，10號線國貿(mào)站站臺到站廳方向樓扶梯通過能力滿足式(1)的關(guān)系。

10號線國貿(mào)站站廳到站臺方向設(shè)置6部2 m寬雙向樓梯以及2部0.8 m寬下行自動扶梯。由式(2)得出10號線國貿(mào)站站廳到站臺樓扶梯通過能力為30 880人次/h，高峰小時(shí)10號線國貿(mào)站站廳到站臺人數(shù)為14 551人次。此時(shí)α取1.3，經(jīng)計(jì)算得知，10號線國貿(mào)站站廳到站臺方向樓扶梯通過能力滿足式(1)的關(guān)系。

2.2 四惠東站

四惠東站高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為1號線站廳與站臺連接處樓梯以及八通線站廳與站臺連接處樓梯。高峰期間八通線下行站臺與1號線上行站臺共用樓梯至站廳，目前高峰期間其客運(yùn)組織模式發(fā)揮了該站設(shè)備設(shè)施的最大通過能力。

八通線站臺至站廳設(shè)置了4部寬1.8 m單向上行樓梯和4部寬1.8 m雙向樓梯。4部雙向樓梯下行方向乘客路線為由四惠東站進(jìn)站乘坐八通線并在四惠站下車，此路線基本沒有客流(高峰小時(shí)客流為10人次)。因此4部單向上行樓梯按照單向通過能力考慮，由式(2)得出其通過能力為53 280人次。高峰小時(shí)八通線四惠東站站臺去往站廳的客流為13 414人次，高峰小時(shí)1號線四惠站站臺去往站廳的客流為7 315人次，因此高峰小時(shí)1號線站廳與站臺連接處、八通線站廳與站臺連接處樓梯上行方向客流為20 729人次，此時(shí)α取1.3，經(jīng)計(jì)算得知，1號線站廳與站臺連接處和八通線站廳與站臺連接處樓梯通過能力滿足式(1)的關(guān)系。

通過對國貿(mào)站和四惠東站高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算，各站風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)處均滿足式(1)的關(guān)系，說明按文獻(xiàn)[1]計(jì)算出的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)處設(shè)備設(shè)施的通過能力大于高峰客流，滿足設(shè)計(jì)要求。但根據(jù)車站的實(shí)際運(yùn)營情況來看，上述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的客流密度過大，從而大大降低了乘客服務(wù)水平，且存在很大安全隱患，即文獻(xiàn)[1]中的車站通過能力設(shè)計(jì)依據(jù)不能滿足車站的安全服務(wù)運(yùn)營要求，故應(yīng)對該方法進(jìn)行完善和優(yōu)化。

3 基于安全服務(wù)的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施能力評估方法

本文采用基于安全服務(wù)的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施能力的評估方法。該方法是在基于城市軌道交通車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施理論能力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合線網(wǎng)中易出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)車站的規(guī)律，依據(jù)車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施客運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)級別判別標(biāo)準(zhǔn)，考慮提高服務(wù)和降低安全風(fēng)險(xiǎn)，對新建車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施能力進(jìn)行評估的方法。

3.1 定位類似車站，識別高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

根據(jù)城市軌道交通線網(wǎng)車站風(fēng)險(xiǎn)分析方法及高風(fēng)險(xiǎn)車站和高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)出現(xiàn)的一般規(guī)律，找出規(guī)劃線路中類似的高風(fēng)險(xiǎn)車站及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。對高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)處的通過能力進(jìn)行計(jì)算，借鑒類似車站的實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以滿足安全服務(wù)的運(yùn)營需要。

3.2 研究C與αQ的關(guān)系及與客運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系

對調(diào)查得出的車站客運(yùn)設(shè)備設(shè)施的密度以及該處C與αQ的比值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬合分析，得到C/αQ與客流密度間的關(guān)系。分別對樓扶梯和換乘通道進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。樓扶梯處C/αQ與客流密度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系如圖1所示。擬合得到的樓扶梯C/αQ與客流密度關(guān)系及對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級如表1所示。根據(jù)車站現(xiàn)場客流密度調(diào)查結(jié)果，風(fēng)險(xiǎn)等級為C級和D級的樓扶梯可為乘客提供較高水平的安全服務(wù)。因此，為提高樓扶梯的安全服務(wù)水平，樓扶梯處C/αQ的值建議在1.30以上。

圖1 樓扶梯處C/αQ與客流密度關(guān)系統(tǒng)計(jì)圖

C/αQ客流密度/(人次/m2)風(fēng)險(xiǎn)等級(0,1.05]>3.80A(1.05,1.30][2.80,3.80]B(1.30,2.80][1.60,2.80)C>2.80<1.60D

換乘通道C/αQ與客流密度統(tǒng)計(jì)關(guān)系如圖2所示。擬合得出的換乘通道C/αQ與客流密度關(guān)系及對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級如表2所示。根據(jù)車站現(xiàn)場客流密度調(diào)查結(jié)果，風(fēng)險(xiǎn)等級為C級和D級的換乘通道可為乘客提供較高水平的安全服務(wù)。因此，為提高樓扶梯的安全服務(wù)水平，換乘通道處C/αQ的值建議在1.45以上。

圖2 換乘通道C/αQ與客流密度關(guān)系統(tǒng)計(jì)圖

表2 換乘通道C/αQ與客流密度關(guān)系表

3.3 提高各設(shè)備設(shè)施間的匹配能力

對乘客在車站內(nèi)的走行路徑進(jìn)行梳理。其中，進(jìn)站路徑為車站入口—上下樓扶梯—站廳—上下樓扶梯—站臺；出站路徑為站臺—上下樓扶梯—站廳—上下樓扶梯—車站出口；換乘路徑為站臺—上下樓扶梯—通道—上下樓扶梯—站臺。核算乘客的整條走行路徑中各設(shè)備設(shè)施的能力，找出瓶頸點(diǎn)，從而在設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)解決提高瓶頸點(diǎn)的能力。

3.4 考慮新建大運(yùn)能線路對既有車站的沖擊影響

在設(shè)計(jì)階段，對既有車站擴(kuò)容改造方案或站外換乘方案進(jìn)行深入分析研究，做到同步設(shè)計(jì)、同步施工，以減少后期車站改造對線路運(yùn)營的影響；考慮更加優(yōu)化的線路換乘方案，大運(yùn)能線路(A型車、8節(jié)編組)應(yīng)盡量與大運(yùn)能線路進(jìn)行換乘，盡量避免大客運(yùn)量線路對既有小運(yùn)量線路的沖擊。