姜 磊

(1.中鐵第一勘察設計院集團有限公司，710043，西安;2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院)，710043，西安∥工程師)

城市軌道交通系統(tǒng)突發(fā)大客流屬于一種特殊的異常的狀況，發(fā)生頻率低，但矛盾突出［1］。如何快捷地將乘客疏散是解決突發(fā)大客流的核心問題。若在設計之初未考慮突發(fā)大客流，運營后由于土建工程的不可變動性，不可能通過加強硬件設施來解決問題，而通過運營組織方案進行疏解，只能達到杯水車薪的效果。因此，在城市軌道交通設計階段要有“運營前置”的思想［2］。本文結合西安地鐵16號線(以下簡為“16號線”)科統(tǒng)三路站的突發(fā)大客流，在設計階段對其進行研究，為線路開通運營后有效應對突發(fā)大客流奠定良好基礎，從而為乘客提供便捷的運輸服務。

1 西安地鐵16號線一期工程概況

1.1 16號線線路概況

16號線是大西安都市區(qū)軌道交通線網(wǎng)中的南北向骨干線路，規(guī)劃分三期建成。其中，一期工程(見圖1)南起于灃東小鎮(zhèn)站，北至能源三路站，線路全長約15.04 km，設車站9座。

圖1 西安地鐵16號線線路平面走向示意圖Fig.1 Master plan of Xi'an metro Line 16

1.2 科統(tǒng)三路站概況

科統(tǒng)三路站位于南北向復興大道與東西向科統(tǒng)三路的十字路口處。西安市政府擬在科統(tǒng)三路站東南側規(guī)劃商住地塊內(nèi)建設西安國際足球中心，位置見圖2，球場規(guī)模初步確定為6萬人。

圖2 科統(tǒng)三路站與西安國際足球中心的位置關系示意圖Fig.2 Diagram of the location relationship between Ketongsanlu Station and Xi'an International Football Center

2 突發(fā)大客流特征分析

16號線突發(fā)大客流特征從以下3方面進行分析:

1)客流量分析。西安國際足球中心場址位于西咸新區(qū)灃東新城內(nèi)，屬于正在開發(fā)區(qū)域，增加了突發(fā)大客流量預測難度。目前西安市的公共交通客流分擔率為50%以上，地鐵分擔率約為38%。根據(jù)上述分擔率，初步確定16號線承擔的突發(fā)大客流量在1萬人次/h以上。16號線預測高峰小時最大斷面客流量初期為1.16萬人次/h，近期為2.40萬人次/h，遠期為3.31萬人次/h，疊加突發(fā)大客流后，初期客流量為1.4萬～1.5萬人次/h，近期客流量為2.7萬～2.8萬人次/h，遠期客流量為3.5萬～3.6萬人次/h，均大于高峰小時最大斷面客流量。

2)客流時間分布特征。西安國際足球中心主要以舉辦足球賽、演唱會等文體活動為主。依據(jù)我國文體活動舉辦慣例，活動時間多集中在19:00—23:00。突發(fā)大客流可分為客流聚集和客流消散兩個過程?？土鞯木奂^程基本與常規(guī)晚高峰重疊，客流消散過程則出現(xiàn)在晚高峰之后，客流聚集和消散通常會間隔2～3 h，相比于客流聚集，客流消散對城市軌道交通的沖擊更為強烈。

3)客流空間分布特征。16號線在上林路站、灃東三路站和歡樂谷站分別與1號線、11號線和5號線進行換乘。其中1號線和5號線為已開通運營線路，11號線為規(guī)劃線路。在文體活動開始前，西安市內(nèi)乘客可通過上述3站換乘16號線抵達科統(tǒng)三路站。在文體活動結束后，乘客可搭乘16號線，然后分別換乘1號線、11號線和5號線回到市內(nèi)。因此，科統(tǒng)三路站突發(fā)大客流聚集和消散具有雙方向性。

綜上分析，科統(tǒng)三路站突發(fā)大客流與日?？土鞯牟町愔饕憩F(xiàn)在:

1)客流出行總量龐大，且不可準確預測;

2)時間不均衡系數(shù)和空問不均衡系數(shù)“雙高”，客流的集聚和消散都在較短的吋間范圍內(nèi);

3)具有交通出行目的一致、交通來源比較分散，或交通來源一致、出行目的比較分散的規(guī)律;

4)突發(fā)大客流的發(fā)生伴隨著很大的安全隱患。

3 應對突發(fā)大客流前期設計研究

目前，面對突發(fā)大客流，城市軌道交通采取的方法通常可歸納為基于“線、網(wǎng)”的運輸組織方案與基于“點”的車站組織管理方法［3-4］。

運輸組織方案涉及列車編組方案、全日行車計劃、列車交路方案、列車停站方案、車輛運用計劃和列車運行圖等6個相關內(nèi)容［1］。其中，列車編組方案、全日行車計劃與列車運行圖比較固定，不宜輕易變動。因此，應通過優(yōu)化配線設置對列車臨時交路方案和列車停站方案進行分析研究。

車站組織管理方法必須兼顧乘客的安全和正常的運營秩序，因此，設計階段應從優(yōu)化車站出入口通道設置、提高站廳層和站臺層的容納能力等方面，為正常運營后付費區(qū)面積的擴大、客流疏導和進出分流的實施等措施奠定基礎。

3.1 配線設置方案

16號線一期工程配線設置應按全線分層布置，充分考慮運輸組織的靈活性以及一定的運營余量。

灃東小鎮(zhèn)站為一期工程起點站，緊鄰二期工程停車場接軌站灃東農(nóng)博園站，采用站后交叉渡線方案。能源三路站為一、二期工程終點站，同時亦為車輛段接軌站。出入段線在車站北端接軌，兼顧折返線功能，在車站南端設單渡線。

16號線與5號線、11號線、1號線、19號線相交，突發(fā)大客流時臨時交路應盡量覆蓋上述線路換乘站。結合配線布置原則，本次研究在灃東大道站設置停車線;考慮到16號線應具備組織突發(fā)大客流臨時交路條件，該線路須設置折返線。為提高折返效率，于車站南端設置配線，組織列車進行站后折返。16號線一期工程配線見圖3。

圖3 16號線一期工程配線圖Fig.3 Diagram of Line 16 phase I project sidings

3.2 臨時交路方案

對科統(tǒng)三路站突發(fā)大客流特征和本線配線進行分析，針對客流聚集和客流消散兩個過程分別提出臨時交路方案。

3.2.1 客流聚集過程的臨時交路方案

突發(fā)大客流聚集基本與晚高峰重疊，較常規(guī)晚高峰，16號線全線客流量呈一定幅度的增加。16號線一期工程列車運行交路見圖4。本線初期采用開行1個大交路方案，利用熱備車增加行車密度，列車開行對數(shù)可達16對/h，雙向運輸能力為4.03萬人次/h。近期通過增加小交路(灃東農(nóng)博園站—能源三路站)的行車密度提高運輸能力。遠期高峰時段列車開行對數(shù)為30對/h，達到系統(tǒng)規(guī)模;由于科統(tǒng)三路站突發(fā)的大客流聚集過程具有雙向性，上下行線路運輸能力合計達7.56萬人次/h，滿足運輸需求。

圖4 16號線一期工程列車運行交路圖Fig.4 Train operation traffic diagram of Line 16 phase I project

3.2.2 客流消散過程的臨時交路方案

1)初期。結合配線布置來看，灃東小鎮(zhèn)站和灃東大道站具備停放熱備車的條件，能源三路站可作為車輛段接軌站。因此，初期應對突發(fā)大客流消散時，可采用如下2種方案:①方案1，延長晚高峰時間，保持高行車密度，直到客流消散過程結束，再降低行車密度;②方案2，在灃東小鎮(zhèn)站和灃東大道站存放熱備車，在突發(fā)大客流到達時，雙向同時加車，增加行車密度。由于16號線一期工程線路長度較短，加車可以較快完成，采用方案2可以減少車輛走行公里，以降低能耗，因此，初期建議采用方案2。方案2下，列車開行對數(shù)可達16對/h，雙向運輸能力為4.03萬人次/h。

2)近、遠期。依據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，本線在灃東三路站與11號線進行換乘，相比于初期，乘客可以選擇換乘1號線、5號線和11號線返回。根據(jù)配線條件，可組織灃東大道站—能源三路站臨時交路(見圖5)，這樣乘客可換乘1號線和11號線。臨時交路長度為7.9 km。

圖5 16號線一期工程近、遠期列車運行臨時交路圖Fig.5 Temporary train operation traffic diagram of Line 16 phase I project in near-term and long-term conditions

3.3 列車停站方案

本線一期工程設9座車站，除起終點站、換乘站和科統(tǒng)三路站外，可組織臨時交路列車在其他非換乘站不停站通過，即通過加快車輛周轉(zhuǎn)來增加行車密度。通過模擬牽引計算，采用此方案，可以將旅行速度從46.2 km/h提高至49.3 km/h。針對客流消散過程，各期臨時交路運輸能力如表1所示。

表1 16號線一期工程臨時交路運輸能力表Tab.1 Temporary train operation capacity table of Line 16 phase I project

由表1可知，初期16號線一期工程通過組織臨時交路并在部分車站不停車通過，可將其運輸能力提高18.8%;近期可將列車開行對數(shù)提高到26對/h，運輸能力提高23.8%;遠期雖然不能提高運輸能力，但可以減少車輛走行公里，降低能耗。16號線一期工程各階段的運輸能力大于突發(fā)大客流量，滿足突發(fā)大客流運輸需求。

3.4 車站方案優(yōu)化

車站是直接為乘客提供服務的場所，在應對突發(fā)大客流方面具有舉足輕重的作用。因此，在車站設計時，需要強調(diào)大客流交通建筑的理念［6］，優(yōu)化設計對乘客流線影響較大的車站出入口通道、樓扶梯與立柱位置，以及其他設施的布置。

3.4.1 車站出入口通道設置

地鐵出入口通道與站廳的連接應力求短直、暢通，同時，還需特別注意:車站柱網(wǎng)布置應避讓出入口通道的主要客流走向［6］。車站出入口附近設有自動售票機等設備，如果通道設置不合理，就容易引起客流擁擠、沖撞。對此，可采取以下措施:

1)減少出入口通道彎折布置?？平y(tǒng)三路站東南側位于體育中心地塊內(nèi)的出入口通道方案如圖6～7所示。原方案下，乘客須轉(zhuǎn)折2次才能夠進出站;按圖7進行調(diào)整后，乘客轉(zhuǎn)折1次就可進站，客流流線更加順暢。

圖6 科統(tǒng)三路站原出入口設計方案Fig.6 Original scheme of entrance I design at Ketongsanlu Station

圖7 科統(tǒng)三路站優(yōu)化后出入口方案Fig.7 Optimized scheme of entrance I design at Ketongsanlu Station

2)調(diào)整柱網(wǎng)平面布置?？平y(tǒng)三路站原方案站廳立柱采用等跨設置(見圖8)，正對出入口通道有1排立柱;立柱右側為自動售票機，在突發(fā)大客流進站乘車時，乘客排隊購票容易造成擁擠。為防止客流擁擠，可調(diào)整柱網(wǎng)或?qū)⒊鋈肟谟乙?見圖9)，使立柱避讓通道。

圖8 科統(tǒng)三路站原立柱設計方案Fig.8 Plan of original positions of columns inside Ketongsanlu Station

圖9 科統(tǒng)三路站優(yōu)化后立柱設計方案Fig.9 Plan of optimized positions of columns inside Ketongsanlu Station

3.4.2 站廳層和站臺層的容納能力

為適應體育賽事期間帶來的突發(fā)大客流，提高車站容納能力以及垂直提升能力，車站應盡可能合理設置充足的樓扶梯。樓扶梯的總寬度依據(jù)客流預測結果計算得出，總寬度決定最大通過能力。

根據(jù)本線列車編組，站臺設兩組樓扶梯即可滿足規(guī)范要求。由于該站為地下三層站，兩組樓扶梯間距較遠，進出站客流在站臺上易形成對沖，影響疏散，故考慮在不增加車站長度的前提下，在中部增設1組樓扶梯，以提高車站的垂直提升能力。

3.4.3 突發(fā)大客流疏導措施

借鑒國內(nèi)外相關運營經(jīng)驗，應對突發(fā)大客流時，一般遵循先站內(nèi)、后站外的原則，按站臺客流控制、付費區(qū)客流控制、非付費區(qū)客流控制逐級加強。針對科統(tǒng)三路站突發(fā)大客流流線組織方法，可以采用如下措施:

1)突發(fā)大客流時，可通過站廳閘機位置的移動(見圖10～11)，擴大付費區(qū)的面積，增加車站客流組織空間。因此，在自動售檢票系統(tǒng)設計時，應預留接線條件和閘機孔位。

圖10 無突發(fā)大客流時科統(tǒng)三路站閘機布置方案Fig.10 Plan of the station gates without outburst mass passenger flow inside Ketongsanlu Station

圖11 突發(fā)大客流時科統(tǒng)三路站閘機布置方案Fig.11 Plan of the station gates with outburst mass passenger flow inside Ketongsanlu Station

2)考慮在突發(fā)大客流時段，采取進出分流措施(見圖12)，在出入口出地面附近設置欄桿及地面安檢設施，對賽事結束后的進站客流提前進行疏導和安全檢查［7］。因此，在進行車站出入口周邊規(guī)劃時，結合西安國際足球中心的建設方案，為運營后疏導乘客站外候車預留相關場地。

圖12 科統(tǒng)三路站地面客流疏導方案示意圖Fig.12 Diagram of ground passenger flow diversion scheme outside Ketongsanlu Station

4 結語

本文以西安地鐵16號線為例，結合“運營前置”的思想，針對突發(fā)大客流，從客流特征、配線方案、臨時交路方案、車站停站方案及車站設計方案等方面進行前置研究，為后期實施運營組織方案奠定良好基礎。本文僅從城市軌道交通角度出發(fā)進行相關研究，但結合以往大客流疏解實踐經(jīng)驗，尤其是在城市軌道交通運營初期，為解決區(qū)域突發(fā)大客流，應采取多種交通方式協(xié)作，進行綜合交通運輸組織，這樣既能夠安全、快捷地疏散客流，又能夠緩解城市軌道交通面臨的突發(fā)大客流壓力。