高 佳

(安誠(chéng)傲林規(guī)劃設(shè)計(jì)顧問(wèn)(上海)有限公司交通運(yùn)輸事業(yè)部， 200051， 上海)

改革開放以來(lái)，我國(guó)城市軌道交通取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，各類制式不斷涌現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)里程不斷延長(zhǎng)。城市軌道交通的發(fā)展不但為市民提供了便捷、準(zhǔn)時(shí)的公共交通服務(wù)，還為城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了不懈動(dòng)力和源泉；不但可以提供無(wú)限商機(jī)，還會(huì)為城市帶來(lái)改造提升的機(jī)遇。但城市軌道交通車站(尤其是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重點(diǎn)車站)的各類基礎(chǔ)服務(wù)經(jīng)常面臨各種各樣的服務(wù)瓶頸，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)模式，難以滿足不同城市、不同車站日益發(fā)展變化的個(gè)性化服務(wù)需求。

我國(guó)城市軌道交通相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家雖然起步較晚，但已經(jīng)積累了幾十年高速發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。各城市軌道交通在快速發(fā)展、不斷拓展的背景下，面臨著服務(wù)升級(jí)、需求多樣化的壓力。為此，有必要分析、反思我國(guó)各城市軌道交通傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn)和既有問(wèn)題，利用微觀仿真技術(shù)及其配套的綜合策劃研究方法，反映各城市不同區(qū)域乘客的個(gè)性化服務(wù)需求和行為特征，以及城市軌道交通后期運(yùn)營(yíng)的各類服務(wù)要求，向設(shè)計(jì)反向提出更完善的發(fā)展模式和創(chuàng)新啟示[1-3]。

1城市軌道交通車站設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析及反思

城市軌道交通系統(tǒng)可以按照對(duì)乘客服務(wù)的狀態(tài)劃分為直接服務(wù)側(cè)(直接面向乘客，主要包括車站內(nèi)的站廳、站臺(tái)、通道、商業(yè)夾層、樓扶梯，以及車廂內(nèi)部等)和間接服務(wù)側(cè)(間接服務(wù)乘客，處于服務(wù)后臺(tái)，主要包括設(shè)備層、隧道區(qū)間、車輛段等)。因此，城市軌道交通的工程、地質(zhì)等要求主要體現(xiàn)在間接服務(wù)側(cè)；而對(duì)乘客服務(wù)需求的響應(yīng)，以及與城市其它系統(tǒng)的整合、銜接要求則主要體現(xiàn)在直接服務(wù)側(cè)。

現(xiàn)階段城市軌道交通車站設(shè)計(jì)的主要思路是標(biāo)準(zhǔn)化模式，各城市、各區(qū)位、各車站的設(shè)計(jì)高度一致。設(shè)計(jì)中有許多問(wèn)題需要反思、改進(jìn)，尤其是涉及到車站直接服務(wù)側(cè)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。具體包括：

(1) 個(gè)性化考慮不足。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)全國(guó)各地的城市軌道交通各類設(shè)計(jì)(尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重點(diǎn)車站的設(shè)計(jì))，必然會(huì)與各城市乘客的實(shí)際行為特征、服務(wù)需求產(chǎn)生較大的差距，導(dǎo)致最終的服務(wù)效果不盡人意。

(2) 前期設(shè)計(jì)與后期運(yùn)營(yíng)需求的互動(dòng)不足。在傳統(tǒng)的城市軌道交通設(shè)計(jì)中，主要的項(xiàng)目工作經(jīng)歷了從宏觀到微觀逐步細(xì)化的單向過(guò)程。各個(gè)設(shè)計(jì)階段之間邊界清晰、責(zé)任明確，但沒有明顯的反饋機(jī)制，導(dǎo)致對(duì)后期運(yùn)營(yíng)管理階段的各類個(gè)性化運(yùn)營(yíng)服務(wù)需求響應(yīng)不足。各設(shè)計(jì)階段所積累的問(wèn)題，以及設(shè)計(jì)與實(shí)際需求的不匹配，最終會(huì)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)階段“集中爆發(fā)”，但此時(shí)已錯(cuò)過(guò)了對(duì)設(shè)計(jì)工作的有效反饋，只能通過(guò)后期的運(yùn)營(yíng)管理工作勉強(qiáng)加以彌補(bǔ)。這可能導(dǎo)致長(zhǎng)期消耗大量的人力、財(cái)力，并加大運(yùn)營(yíng)壓力，埋下安全隱患。如圖1所示，傳統(tǒng)城市軌道交通設(shè)計(jì)程序向后單向承續(xù)，后期運(yùn)營(yíng)需求難以向前反饋。

圖1 傳統(tǒng)城市軌道交通設(shè)計(jì)程序

(3) 缺少融合各方服務(wù)需求的有效手段?！敖ㄜ壍澜煌ň褪墙ǔ鞘小保鞘熊壍澜煌ㄎ磥?lái)需要面對(duì)多種多樣的服務(wù)需求，但傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要從工程技術(shù)角度考慮城市軌道交通的設(shè)計(jì)問(wèn)題，缺少融合多種服務(wù)需求的技術(shù)手段和工作模式。應(yīng)建立全新的工作模式：以運(yùn)行服務(wù)階段的各類需求和服務(wù)內(nèi)容為主要評(píng)價(jià)依據(jù)，在各設(shè)計(jì)階段預(yù)先通過(guò)仿真技術(shù)融入完整的綜合開發(fā)[4]、商業(yè)物業(yè)[5]、空間環(huán)境、交通一體化、文化、安全等服務(wù)需求，對(duì)城市軌道交通的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)，促使軌道交通的前期設(shè)計(jì)工作對(duì)后期的運(yùn)營(yíng)需求進(jìn)行積極反饋，優(yōu)化、完善前期的設(shè)計(jì)工作，充分反映不同城市、不同區(qū)域、不同車站的乘客服務(wù)需求特征。如圖2所示，建設(shè)高質(zhì)量的城市軌道交通，需要?jiǎng)?chuàng)新工作模式，建立將設(shè)計(jì)工作、專項(xiàng)策劃工作、綜合策劃和仿真工作融為一體的循環(huán)對(duì)接和咨詢機(jī)制。

(4) 對(duì)不同服務(wù)環(huán)節(jié)的精細(xì)化設(shè)計(jì)考慮不足。傳統(tǒng)的城市軌道交通設(shè)計(jì)方法主要根據(jù)整個(gè)車站

圖2 前后融合的綜合策劃

的客流預(yù)測(cè)需求，但車站內(nèi)各服務(wù)環(huán)節(jié)均與客流需求“單向”聯(lián)系，且各服務(wù)環(huán)節(jié)之間(服務(wù)環(huán)節(jié)上下游之間)缺少必要的協(xié)調(diào)、組合分析，以及相應(yīng)的隨機(jī)影響分析。此外，在不同的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景條件下，城市軌道交通的各種設(shè)計(jì)、布局、運(yùn)營(yíng)管理措施相差較大。例如，常態(tài)運(yùn)營(yíng)條件、列車同時(shí)到站條件、商業(yè)物業(yè)綜合開發(fā)條件、雨雪大客流條件、散場(chǎng)大客流條件、應(yīng)急疏散條件、不同運(yùn)營(yíng)時(shí)期(如在運(yùn)營(yíng)初期，乘客服務(wù)效率可能較低，而在運(yùn)營(yíng)近期、遠(yuǎn)期，乘客服務(wù)效率會(huì)明顯提高；在運(yùn)營(yíng)初期，乘客的購(gòu)票比例較高，而到了運(yùn)營(yíng)近期、遠(yuǎn)期，乘客的購(gòu)票比例會(huì)明顯降低)等，均會(huì)對(duì)城市軌道交通的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)提出不同的要求。如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)車站設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)

(5) 缺少客流動(dòng)態(tài)影響分析。傳統(tǒng)車站設(shè)計(jì)方法以靜態(tài)流線分析設(shè)計(jì)為主，忽略了不同流線之間的隨機(jī)干擾；對(duì)乘客的行為模式進(jìn)行了理想化假設(shè)，針對(duì)每個(gè)服務(wù)環(huán)節(jié)的交通功能進(jìn)行靜態(tài)設(shè)計(jì)，忽略了不同乘客群體的多樣化選擇以及城市軌道交通運(yùn)行過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)服務(wù)瓶頸和擁堵節(jié)點(diǎn)。因此，標(biāo)準(zhǔn)化的空間設(shè)計(jì)、設(shè)備布局方案仍有優(yōu)化、提升空間。如圖4所示，典型的城市軌道交通客流服務(wù)鏈存在明顯的隨機(jī)交叉影響，并非理想的靜態(tài)流線，這必然會(huì)對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)服務(wù)帶來(lái)重要影響，而靜態(tài)流線法缺少對(duì)這種動(dòng)態(tài)影響的考慮。

圖4 城市軌道交通乘客服務(wù)環(huán)節(jié)鏈[6]

2 城市軌道交通車站運(yùn)營(yíng)管理壓力分析

城市軌道交通車站在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)等階段所積累的各類潛在問(wèn)題，最終會(huì)在漫長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)管理階段集中爆發(fā)，進(jìn)而影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平，增加運(yùn)營(yíng)管理工作的壓力和難度。主要包括以下幾個(gè)方面：

(1) 客運(yùn)壓力越來(lái)越大。我國(guó)各城市軌道交通系統(tǒng)大多面臨著早晚高峰客流壓力過(guò)大的問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)管理方不但要保證基本的運(yùn)營(yíng)安全，還要提高運(yùn)輸效率和乘客服務(wù)水平，其在既有線路和車站硬件設(shè)施等設(shè)計(jì)能力的情況下所承受的壓力普遍越來(lái)越大[7]。這主要是因?yàn)殡S著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，各大城市集中了越來(lái)越多的人口；而城市軌道交通沿線無(wú)序的綜合開發(fā)，導(dǎo)致城市軌道交通的客流需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段的客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

(2) 承擔(dān)著前期規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)的各類后果。各地城市軌道交通的實(shí)際運(yùn)營(yíng)特征和服務(wù)需求千差萬(wàn)別，運(yùn)營(yíng)管理部門需要綜合權(quán)衡乘客、企業(yè)、社會(huì)公益，提供差別化的運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)，但前期的規(guī)劃、設(shè)計(jì)工作主要根據(jù)各種統(tǒng)一的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成，缺少針對(duì)各地實(shí)際運(yùn)營(yíng)特征、服務(wù)需求的響應(yīng)，這導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)管理部門面臨著長(zhǎng)期、巨大的工作壓力，影響了服務(wù)質(zhì)量。

(3) 運(yùn)營(yíng)安全壓力大。在客流壓力過(guò)大的情況下，城市軌道交通還經(jīng)常面臨各類可預(yù)知以及不可預(yù)知的應(yīng)急事件的影響，可預(yù)知的各類大客流事件(節(jié)假日大客流、散場(chǎng)大客流、大型活動(dòng)大客流、雨雪大客流等)，以及不可預(yù)知的突發(fā)事件(設(shè)備故障、縱火、停電等)，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)設(shè)施/設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)營(yíng)組織難度增大，增大了安全隱患。這些服務(wù)問(wèn)題一般由運(yùn)營(yíng)管理部門單獨(dú)應(yīng)對(duì)，造成了巨大的運(yùn)營(yíng)管理壓力。如果前期的車站設(shè)計(jì)能夠充分考慮可能面臨的各類特殊服務(wù)問(wèn)題，盡可能在前期設(shè)計(jì)中預(yù)留接口條件，則可極大緩解長(zhǎng)期的服務(wù)壓力和投入成本。

因此，傳統(tǒng)的以工程實(shí)施為導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)化的城市軌道交通車站設(shè)計(jì)模式，不可避免地會(huì)造成后期運(yùn)營(yíng)管理階段的各類服務(wù)問(wèn)題和能力不足，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重點(diǎn)車站。不同城市、不同區(qū)域、不同車站的乘客服務(wù)需求不盡相同，相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)要求也不盡相同，如果在前期設(shè)計(jì)階段能通過(guò)仿真技術(shù)將各類服務(wù)需求和運(yùn)營(yíng)管理要求融入到車站方案設(shè)計(jì)優(yōu)化之中，不但可以提升車站的服務(wù)水平，還能有效減少車站運(yùn)營(yíng)管理部門的長(zhǎng)期服務(wù)壓力，使客流在少量監(jiān)控狀態(tài)下即可享有一定的服務(wù)水平和基本的安全保障，減少運(yùn)營(yíng)后的改擴(kuò)建。

3 案例分析

以烏魯木齊軌道交通2號(hào)線車站為例進(jìn)行仿真評(píng)估與優(yōu)化分析。烏魯木齊軌道交通集團(tuán)公司充分意識(shí)到傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)不能完全滿足本地特殊的行人行為習(xí)慣和服務(wù)需求，故通過(guò)調(diào)查構(gòu)建了未來(lái)烏魯木齊市乘客的行為參數(shù)和服務(wù)需求體系，并將其通過(guò)行人仿真模型，與車站初步設(shè)計(jì)方案互動(dòng)分析。通過(guò)設(shè)置初、近、遠(yuǎn)期不同分析場(chǎng)景和服務(wù)效率進(jìn)行各車站的服務(wù)仿真評(píng)價(jià)，進(jìn)而從設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理兩方面對(duì)烏魯木齊軌道交通2號(hào)線的車站設(shè)計(jì)提出優(yōu)化建議。

3.1烏魯木齊市行人行為數(shù)據(jù)和服務(wù)需求調(diào)研

采用問(wèn)卷、訪談、視頻調(diào)研等模式，對(duì)烏魯木齊市行人及類似城市(西安)的地鐵行人進(jìn)行了不同條件下(常態(tài)、商業(yè)、應(yīng)急等場(chǎng)景)的行人行為/需求調(diào)研。具體包括宏觀層行為調(diào)查、中觀層行為調(diào)查和微觀層行為調(diào)查三個(gè)層次。其中，宏觀層行為主要是指行人的出行規(guī)劃內(nèi)容；中觀層行為主要是指行人出行的選擇偏好；微觀層行為主要是指由行人的生理、潛意識(shí)決定的各類行為效率。通過(guò)三個(gè)層次行人行為的調(diào)查，成功刻畫了烏魯木齊市行人未來(lái)在地鐵車站內(nèi)的各種行為參數(shù)和需求體系，如圖5所示。

圖5 行人行為三層次調(diào)查方案

3.2 車站設(shè)計(jì)優(yōu)化的配套方法及流程

仿真技術(shù)是車站優(yōu)化的主要手段，但仿真技術(shù)優(yōu)化分析的服務(wù)需求和改進(jìn)內(nèi)容需要依賴其它專業(yè)的分析與策劃成果。例如，以運(yùn)營(yíng)服務(wù)需求為導(dǎo)向的烏魯木齊軌道交通綜合策劃模式[1-3]，全面分析了未來(lái)烏魯木齊軌道交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)的各類需求，為車站仿真提供了全面的評(píng)價(jià)依據(jù)和優(yōu)化內(nèi)容(見圖6)。

圖6 以運(yùn)營(yíng)服務(wù)需求為導(dǎo)向的綜合策劃模式

上述綜合策劃中，多個(gè)專題的策劃成果(例如行人行為、安全、商業(yè)、交通銜接等專題的建筑設(shè)計(jì)調(diào)整、運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化等建議)均需要通過(guò)車站仿真技術(shù)的評(píng)估、測(cè)試，才能落實(shí)下去。其中，各類策劃與仿真分析之間的交互流程如圖7所示。

3.3 烏魯木齊軌道交通車站微觀仿真場(chǎng)景方案

烏魯木齊軌道交通在未來(lái)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能會(huì)遇到各種服務(wù)場(chǎng)景，有必要基于烏魯木齊行人的行為參數(shù)，設(shè)置不同的分析場(chǎng)景，以檢驗(yàn)城市軌道交通車站設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理措施在不同場(chǎng)景條件下的服務(wù)水平，發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，盡早予以優(yōu)化或預(yù)防。結(jié)合烏魯木齊軌道交通的服務(wù)需求，設(shè)置了以下9類場(chǎng)景(見表1)予以檢驗(yàn)。

圖7 以運(yùn)營(yíng)服務(wù)需求為導(dǎo)向的策劃交互模式略圖

表1 車站仿真9類場(chǎng)景設(shè)置

3.4 烏魯木齊軌道交通車站微觀仿真評(píng)估>

采用Legion仿真平臺(tái)構(gòu)建各個(gè)車站、各類場(chǎng)景的仿真模型，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。如圖8所示，第一階段，首先對(duì)各個(gè)車站的初步設(shè)計(jì)圖進(jìn)行連接處理，在此過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，可直接建議設(shè)計(jì)進(jìn)行修正；第二階段，在正確的設(shè)計(jì)圖基礎(chǔ)上開展相應(yīng)的仿真模型和場(chǎng)景構(gòu)建；第三階段，開展各個(gè)場(chǎng)景的仿真分析，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化建議和管理優(yōu)化建議。其中，設(shè)計(jì)優(yōu)化建議和管理優(yōu)化建議是相互依存的關(guān)系。相同的優(yōu)化內(nèi)容，設(shè)計(jì)方面如果能夠優(yōu)化調(diào)整，則會(huì)對(duì)未來(lái)長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)管理產(chǎn)生積極影響；設(shè)計(jì)方面如果不方便優(yōu)化調(diào)整，為緩解相同的服務(wù)問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)管理方可采取相應(yīng)的預(yù)防措施。設(shè)計(jì)優(yōu)化建議和管理優(yōu)化建議只有互相協(xié)調(diào)、配合，才能實(shí)現(xiàn)車站運(yùn)行服務(wù)效果的最優(yōu)化。

圖8 仿真優(yōu)化各階段成果

3.5 烏魯木齊軌道交通車站的設(shè)計(jì)優(yōu)化

通過(guò)對(duì)烏魯木齊軌道交通2號(hào)線各車站的仿真分析，提出以下優(yōu)化建議,如圖9所示。首先，通過(guò)空間建模分析不同平面設(shè)計(jì)圖之間的連接模式與基本設(shè)計(jì)問(wèn)題；然后，在修正設(shè)計(jì)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行基于車站仿真的設(shè)計(jì)優(yōu)化，希望將未來(lái)可能面臨的各類服務(wù)問(wèn)題通過(guò)早期的設(shè)計(jì)優(yōu)化一次性解決，使乘客在少量監(jiān)管的條件下滿足一定的服務(wù)水平并保證基本的運(yùn)行安全；最后，如果某些設(shè)計(jì)優(yōu)化建議因?yàn)楣こ獭⒌刭|(zhì)、投資等原因?qū)е虏荒苤苯勇鋵?shí)推進(jìn)，則建議通過(guò)后期運(yùn)營(yíng)管理措施予以預(yù)防，加強(qiáng)引導(dǎo)。圖10所示為烏魯木齊軌道交通2號(hào)線高鐵站的仿真優(yōu)化分析，包含地面層4個(gè)出入口和地下一層、二層、三層、四層的高峰時(shí)刻客流密度分析示意圖(包括相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)圖例)，以及展示車站整體服務(wù)人數(shù)、服務(wù)水平的時(shí)間堆類圖。堆類圖隨列車運(yùn)營(yíng)周期變化而處于波峰波谷的穩(wěn)定交替狀態(tài)，說(shuō)明通過(guò)優(yōu)化該車站服務(wù)已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖9 烏魯木齊軌道交通2號(hào)線各階段優(yōu)化成果

烏魯木齊軌道交通車站優(yōu)化建議的推進(jìn)落實(shí)離不開業(yè)主方、規(guī)劃方、設(shè)計(jì)方、運(yùn)營(yíng)方、政府相關(guān)部門乃至廣大市民的積極參與。具體建議的最終落實(shí)經(jīng)歷了提出、對(duì)接、反饋、修正、再提出等一系列過(guò)程，后期還要對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)效果進(jìn)行持續(xù)跟蹤，以保證城市軌道交通車站服務(wù)的提升與改善。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)不同城市、不同車站的乘客服務(wù)需求和行為特征進(jìn)行相應(yīng)的個(gè)性化車站設(shè)計(jì)，是未來(lái)城市軌道交通服務(wù)提升的重要內(nèi)容?；谶\(yùn)行服務(wù)需求的微觀仿真技術(shù)及其配套的綜合策劃研究方法，可以通過(guò)不同的場(chǎng)景仿真對(duì)車站設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)先分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)化，從而促使軌道交通車站的前期設(shè)計(jì)工作對(duì)后期運(yùn)營(yíng)需求進(jìn)行積極反饋，減輕長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)管理壓力。本文通過(guò)烏魯木齊軌道交通2號(hào)線車站仿真評(píng)估與優(yōu)化的實(shí)際案例，提出了城市軌道交通車站服務(wù)優(yōu)化的具體方法。該方法不但可以對(duì)設(shè)計(jì)方案提出具體的優(yōu)化建議，還可以提出相應(yīng)的配套運(yùn)營(yíng)管理建議，以期為未來(lái)的城市軌道交通車站設(shè)計(jì)和管理優(yōu)化提供借鑒和參考。

圖10 烏魯木齊軌道交通2號(hào)線高鐵站仿真優(yōu)化示例