郭婧

摘 要：近年來，地鐵發(fā)展迅猛，大、中城市已實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運營模式，客流量大幅增加使地鐵站人滿為患，特別是早晚高峰及大型活動時尤為明顯。地鐵站廳內(nèi)設(shè)施布置很大程度影響著行人走行特性，不合理的站廳設(shè)施布置是造成擁堵與阻塞的原因之一。本文基于Anylogic軟件，提出平均排隊長度和客流密度兩個評價指標，以深圳竹子林站為例，建立站廳層設(shè)施布置仿真模型，進行模擬仿真，得出結(jié)果并分析竹子林站廳設(shè)施布置缺陷，提出優(yōu)化方案并進行驗證，結(jié)果顯示，優(yōu)化后大大減緩站廳擁堵狀況，為以后站廳設(shè)計帶來一定啟示和價值。

關(guān)鍵詞：地鐵;Anylogic;站廳設(shè)施布置;仿真優(yōu)化

中圖分類號：U231.4 文獻標識碼：A

0 引言

作為城市公共交通的中流砥柱，地鐵承擔著重要的客流運輸任務，客流的大規(guī)模增長暴露出地鐵運營中的各種問題，其中，地鐵站廳層設(shè)施布置不合理現(xiàn)象尤為凸顯，結(jié)果將導致站廳層設(shè)備設(shè)施利用率不足、不合理流線導向造成客流堆積甚至客流沖突，因此，對地鐵站廳層設(shè)備設(shè)施布置的合理化研究十分重要。

1 地鐵站廳設(shè)施布置仿真軟件及客流流線分析

1.1 Anylogic仿真軟件簡介

Anylogic仿真軟件支持多種方法聯(lián)合建模，是一個專業(yè)、虛擬的環(huán)境，幫助快速構(gòu)建設(shè)計系統(tǒng)進行仿真。本文利用Anylogic搭建虛擬地鐵站廳仿真環(huán)境，基于社會力模型進行仿真建模，使得仿真更加接近現(xiàn)實[1-2]。

1.2 城市軌道交通客流流線分析

地鐵客流流線分為進站、出站及換乘流線。進站乘客進入站廳后根據(jù)不同目的產(chǎn)生分流;換乘乘客在站廳與進站乘客合流;出站乘客從不同出入口出站，形成出站客流分流，不同線路的乘客下車后，若選擇相同出站口，又會形成合流[4-6]。

2 評價指標的建立

乘客走行情況是判斷站廳層設(shè)施布置是否合理的重要指標，行人走行評價指標有行人平均行程時間、行人平均延誤時間、設(shè)施設(shè)備利用率等，本文通過德爾菲法，確認以“客流密度”和“平均排隊長度”作為評價指標，該指標可較好體現(xiàn)設(shè)施設(shè)備布置的合理性[3]。

2.1 客流密度

客流密度是指在單位時間內(nèi)，單位面積中的平均人數(shù)的多少。當客流密度S達到臨界點，易造成擁擠、堵塞甚至威脅到乘客安全。

（1）

式中，N為竹子林站通過某區(qū)域（如售檢票區(qū)、安檢區(qū)及樓梯自動扶梯區(qū)）1小時的總?cè)藬?shù);t為單位時間;S為區(qū)域面積。

2.2 平均排隊長度

平均排隊長度L。指在單位時間內(nèi)，主干流線上排隊長度的均值，若平均排隊長度過長，應增加服務窗口，若排隊長度過短，設(shè)備利用率達不到要求[7-10]。

（n=1，2，3……） （2）

3 深圳地鐵竹子林站站廳層概況

竹子林站站廳分為付費、非付費區(qū)，出入口A進入站廳處有4臺自動售票機，右方有1臺安檢設(shè)備，右前側(cè)設(shè)有人工售檢票及詢問處，右側(cè)入站有5臺閘機;出入口B1進入站廳處右方有2臺自動售票機，左方設(shè)有安檢設(shè)備1臺，左前側(cè)設(shè)人工售檢票及詢問處，左方入站3臺閘機;進出站口B2處進站，左側(cè)靠墻里端有3臺自動售票機，靠近出口處有2臺自動售票機，1臺安檢設(shè)備，有4處進站閘機，分別為3、4、1、7臺。站廳內(nèi)有兩組樓梯，兩端開口，2臺自動扶梯從站廳到站臺，4臺自動扶梯從站臺到站廳，左側(cè)有2個出站口，分別設(shè)5、6臺閘機，下側(cè)有2個出站口，分別設(shè)3、5臺閘機，右側(cè)1個出站口，設(shè)6臺閘機，具體如圖1所示。

4 仿真模型建立及結(jié)果分析

4.1 仿真模型的建立與實驗

4.1.1 構(gòu)建仿真模型

將平面圖導入Anylogic軟件，根據(jù)設(shè)施設(shè)備數(shù)量及位置，設(shè)置模塊元素，包括閘機、樓扶梯、安檢等，如圖1所示。

4.1.2 客流流線設(shè)定

建立站廳客流流線，以出入口A的客流流線為例，乘客從A出入口進入車站，到達站廳層，有3類乘客，第1類選擇自動售票機買票，第2類選擇人工問詢處買票，第3類不買票持地鐵卡進站，過安檢后選擇入站閘機進站到達付費區(qū)，選擇乘坐電梯或樓梯進入站臺層。

4.1.3 仿真參數(shù)設(shè)定

對深圳竹子林站進行高峰期1小時調(diào)研，結(jié)果顯示，在高峰小時竹子林站出入站口A、B1、B2客流約為2 120人/小時、1 980人/小時、2 220人/小時，行人走行步長設(shè)置為0.3 m/s。

各設(shè)施設(shè)備時間參數(shù)的設(shè)置分別為：自動售票機12 s～

15 s，人工售票詢問處6 s～10 s，安檢6 s～7 s，進出站閘機1 s

～3 s，樓梯5 s～6 s，自動扶梯7 s～8 s。

4.2 結(jié)果分析與評價

4.2.1 基于客流密度評價指標分析

利用Anylogic軟件中密度函數(shù)得到各出入站口、安檢處和自動售票機處客流密度折線圖，橫坐標為仿真時間（s），縱坐標為密度（人/平方米），如圖2至圖5所示：

由圖2至5可知，在出入站口的閘機處的客流密度相對流暢，出站平均客流密度為0.789人/平方米，入站平均客流密度為0.498人/平方米?！鞍矙z1”處和“自動售票機3”處的客流密度較大，平均客流密度分別為2.365人/平方米和1.108人/平方米。

4.2.2 基于平均排隊長度評價指標分析

通過仿真，統(tǒng)計出各設(shè)施平均排隊長度如表1至表4所示：

由表1至表4可知，出入站平均排隊長度很短，設(shè)施設(shè)備利用率低，可適當減少閘機數(shù)量提高利用率。安檢平均排隊長度較出入口處平均排隊長度高，最高達到13人排隊，應采取適當增加服務線，移動位置等優(yōu)化措施。自動售票機3處排隊長度達12人，可適當增加售票機滿足需求。

4.3 仿真優(yōu)化

4.3.1 改進意見

根據(jù)仿真結(jié)果，對深圳竹子林站的改進的方案如下：

（1）減少西北角自動售票機1臺，降低運營成本，在自動售票機3處增加1臺自動售票機，命名為“自動售票機”。把自動售票機2處的自動售票機移動至東北角，減少乘客走行時間，使乘客購票更加便利。

（2）減少入站1閘機數(shù)一個，將入站1和3閘機的位置移動，減少

出站2處的閘機數(shù)兩個，取締入站5的閘機，減少運營成本。

（3）在安檢1處增加一條安檢服務線，緩解此處安檢造成的排隊及擁堵情況，將安檢和安檢1向前移動，增加乘客進站所需空間面積。

4.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析

優(yōu)化后進行優(yōu)化仿真，得到出入站、安檢機自動售票機客流密度，如圖6至9所示：

由圖6至圖9可知，優(yōu)化后出入站平均客流密度與之前相當?！鞍矙z1”處和“自動售票機3”處的客流密度從2.365人/平方米降到1.892人/平方米，1.235人/平方米降到1.108人/平方米，擁堵情況得到緩解。

優(yōu)化后的排隊長度見表5至表8所示：

由表5至表8可知，安檢平均排隊長度明顯降低，安檢1處從13人排隊降到5人，自動售票機利用率得到提高。

5 結(jié)語

以平均排隊長度和客流密度為指標，利用Anylogic軟件，選擇高峰1小時對竹子林站站廳層進行仿真建模，分析發(fā)現(xiàn)站廳部分自動售票機、安檢處、閘機處設(shè)施設(shè)備設(shè)置不合理，造成客流積壓與擁堵的現(xiàn)象，對此提出優(yōu)化措施，進行優(yōu)化后仿真，對比得到較好的仿真結(jié)果，通過分析及優(yōu)化，可減緩站廳擁堵狀況，提高地鐵服務水平，為地鐵站廳層設(shè)施設(shè)備布置提供依據(jù)，并為站廳設(shè)計帶來一定啟示和價值。

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