徐樹亮

（徐州地鐵運(yùn)營有限公司，江蘇徐州 221000）

城市軌道交通車站環(huán)境復(fù)雜，乘客行為隨機(jī)，計(jì)算機(jī)仿真的方法較傳統(tǒng)數(shù)學(xué)分析更適用于此類復(fù)雜環(huán)境和系統(tǒng)的研究[1]。黃家駿等[2]通過建立節(jié)電約束條件下的客流分配模型，通過程序求解，依據(jù)節(jié)點(diǎn)受影響程度指標(biāo)甄別瓶頸節(jié)點(diǎn)的可行性；楊瑞霞等[3]基于現(xiàn)有的行人仿真研究方法，結(jié)合元胞自動機(jī)，對市郊鐵路與鐵路換乘站的客流進(jìn)行仿真；李世民等[4]動態(tài)模擬評估西安北大街站的換乘功能，追溯客流換乘癥結(jié)并提出優(yōu)化策略；彭進(jìn)等[5]深入分析大型換乘樞紐站的客流組織特點(diǎn)，探尋了優(yōu)化方法及方案比選指標(biāo)。分析站內(nèi)乘客走行行為特征，提取乘客行為特征參數(shù)，仿真模擬乘客站內(nèi)集散活動，對站內(nèi)設(shè)施能力瓶頸進(jìn)行有效識別及疏解，通過客流管控、組織策略提升客流集散效率、緩解車站客運(yùn)壓力，是提高車站服務(wù)水平直觀有效的手段。

1 換乘車站概述

西安地鐵小寨站地處小寨商圈核心，車站設(shè)A～F共6個(gè)出入口，為T形島-島換乘車站。2號線換乘客流為站臺換乘，3號線換乘客流為站廳換乘方式。小寨站作為2、3號線換乘站，車站日換乘比例穩(wěn)定保持在0.4～0.9之間，約為線網(wǎng)換乘總量的36%。由于所處的區(qū)位功能等因素，車站不僅工作日呈現(xiàn)常態(tài)化大客流，非工作日客流量也未出現(xiàn)大幅回落。

目前車站人群導(dǎo)流能力已至極限，大客流運(yùn)營特征下站廳、換乘通道、2號及3號線站臺等多個(gè)關(guān)鍵區(qū)域客流積壓，擁堵現(xiàn)象頻發(fā)，客流組織難度及安全風(fēng)險(xiǎn)快速增加。急需對小寨車站現(xiàn)狀集散客流瓶頸進(jìn)行識別，及時(shí)開展客流組織方案、客流控制策略等的研究。

2 客流運(yùn)行評估指標(biāo)

一般選擇服務(wù)流線上的平均排隊(duì)長度L、平均逗留時(shí)間T及關(guān)鍵區(qū)域密度D等數(shù)值指標(biāo)評估換乘車站客流集散的流暢性、時(shí)效性、舒適性。

（1）平均排隊(duì)長度L。平均排隊(duì)長度是指單位時(shí)間內(nèi)設(shè)施服務(wù)流線上的平均排隊(duì)人數(shù)，L值越小，代表服務(wù)流線上的效率越高、流暢性越好。

式中：Li——設(shè)施第i個(gè)服務(wù)隊(duì)列前等待接受服務(wù)的排隊(duì)人數(shù)（人）；n——服務(wù)設(shè)備數(shù)量（臺）。

（2）平均逗留時(shí)間T。平均逗留時(shí)間一般為乘客進(jìn)入?yún)^(qū)域至離開區(qū)域的時(shí)間差值，用來評價(jià)系統(tǒng)的時(shí)效性，客流在流線上的平均逗留時(shí)間越短，表明車站集散水平越高。

式中：ti——乘客i在區(qū)域內(nèi)的逗留時(shí)間（s）；m——區(qū)域內(nèi)乘客總數(shù)（人）。

（3）關(guān)鍵區(qū)域密度D。關(guān)鍵區(qū)域密度即車站幾個(gè)關(guān)鍵瓶頸區(qū)域內(nèi)的人數(shù)m與區(qū)域面積s的比值，用來表示乘客的空間舒適性。

式中：m——區(qū)域內(nèi)人數(shù)（人）；s——區(qū)域面積（m2）。

基于客流仿真評價(jià)模型實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)設(shè)施服務(wù)流線的平均排隊(duì)人數(shù)、系統(tǒng)平均逗留時(shí)間及局部關(guān)鍵區(qū)域密度，從不同維度分析各指標(biāo)數(shù)值結(jié)果，評價(jià)系統(tǒng)的集散效率。

3 換乘站客流組織優(yōu)化方案

3.1 客流運(yùn)行癥結(jié)分析

通過客流仿真評價(jià)模型對小寨站高峰時(shí)段客流運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬分析。小寨站為整體式站廳換乘站，早高峰2、3號線客流強(qiáng)度分布不均衡，2號線站廳客流區(qū)域密度較大，AD、BC斷面客流壓力顯著高于EF斷面，乘客服務(wù)水平較低為D級。站廳T型節(jié)點(diǎn)存在多股客流交織沖突，在節(jié)點(diǎn)前形成動態(tài)客流瓶頸，且換乘樓梯設(shè)施承載3號線換乘客流、2號線進(jìn)站客流及部分3號線進(jìn)站客流，現(xiàn)狀客流條件下設(shè)施能力不足，設(shè)施處存在乘客阻塞滯留現(xiàn)象。

3.2 客流組織優(yōu)化方案

基于車站建筑設(shè)計(jì)方案、功能布局、現(xiàn)行客流特征等，從客流管控、客流組織兩方面在現(xiàn)行組織方案（工況1）的基礎(chǔ)上提出2個(gè)優(yōu)化方案。

優(yōu)化方案1（工況2）：在BC斷面、D口安檢處設(shè)置導(dǎo)流欄桿，對進(jìn)站客流流量、流速進(jìn)行控制，避免安檢設(shè)施前客流堆積，降低車站客流壓力。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示3號線樓扶梯設(shè)施利用率差異較大，約85%換乘客流利用節(jié)點(diǎn)處扶梯組至2號線站廳換乘，為減緩站廳瞬時(shí)換乘客流壓力，在扶梯前加設(shè)導(dǎo)流欄桿，避免換乘客流與T型節(jié)點(diǎn)區(qū)域走行客流直接對沖，降低站廳T型銜接區(qū)域的客流壓力。

優(yōu)化方案2（工況3）：在工況2客流控制基礎(chǔ)上優(yōu)化客流流線。高峰時(shí)段AD斷面進(jìn)站客流及3號線換乘客流壓力均較大，導(dǎo)致2號線站廳斷面客流擁擠，首先將3號線中部樓扶梯組中混行樓梯設(shè)為單向下行，避免窄樓梯混亂使用，同時(shí)增加設(shè)施對AD斷面進(jìn)站客流吸引力，降低T型樓梯客流壓力。其次在2號線站臺層添加標(biāo)志標(biāo)識對出站客流引導(dǎo)分流，消除站廳層客流沖突交叉。

4 優(yōu)化方案后評價(jià)

4.1 舒適性指標(biāo)

不同組織方案下客流走行密度熱力分布如圖1所示，區(qū)域密度分布對比如圖2所示。工況2客流控制措施緩解車站客流壓力，AD、BC斷面進(jìn)站客流及2、3號線銜接斷面客流壓力較工況1有所減小，車站運(yùn)營安全性得到提高；工況3優(yōu)化客流流線，消解客流沖突交叉，均衡車站客流壓力，模型3D視角觀測到客流走行更為有序，集散效率更高，運(yùn)營服務(wù)水平得到提高。

圖1 密度熱力分布

圖2 區(qū)域密度分布對比

4.2 時(shí)效性指標(biāo)

輸出各工況集散、換乘時(shí)間時(shí)變數(shù)據(jù)，工況2、3較工況1各項(xiàng)時(shí)效性指標(biāo)均有所提升，優(yōu)化方案下車站客流集散、換乘效率得到提高。時(shí)效性指標(biāo)對比如表1所示，換乘客流時(shí)間圖3所示。

圖3 換乘客流時(shí)間分布

表1 時(shí)效性指標(biāo)對比 單位：s

4.3 流暢性指標(biāo)

流暢性指標(biāo)對比如表2所示。各工況斷面排隊(duì)時(shí)間見圖4。工況3排隊(duì)時(shí)間曲線較工況1、2更靠前，說明車站乘客個(gè)體在閘機(jī)前排隊(duì)的時(shí)間得到優(yōu)化。

表2 流暢性指標(biāo)對比 單位：s

圖4 各工況排隊(duì)時(shí)間分布

4.4 換乘站客流組織建議

從“源”與“流”兩種角度出發(fā)采取有效措施，均衡車站客流壓力、疏解車站客流瓶頸，使得車站運(yùn)營的安全性以及乘客集散的舒適性、時(shí)效性、流暢性均有所提高，從客流管控、客流組織等方面提出如下建議供參考。

（1）基于不同時(shí)段不同客流環(huán)境下的客流分布特征，靈活調(diào)控車站設(shè)施設(shè)備以提高集散效率，如改變關(guān)鍵設(shè)施位置等以優(yōu)化客流流線。

（2）對車站瓶頸位置進(jìn)行改造或優(yōu)化，增加設(shè)施的通行能力從而提高乘客的集散效率，若瓶頸消解困難，則通過硬質(zhì)隔離或軟引導(dǎo)均衡客流分布。

（3）靈活通過信息標(biāo)識引導(dǎo)或人工組織、廣播引導(dǎo)等手段，對客流進(jìn)行組織引導(dǎo)，減少乘客在車站內(nèi)的沖突。

5 結(jié)語

小寨車站作為典型換乘站具有高峰時(shí)段客流組織壓力大、車站客流集散效率較低、站廳客流存在多處走行沖突、站臺擁擠現(xiàn)象嚴(yán)重等運(yùn)營困難。在開行方案已經(jīng)達(dá)到運(yùn)能極限的情境下，為有效應(yīng)對此種常態(tài)化大客流，除縮短發(fā)車間隔提升運(yùn)能外，還需對車站客流加以控制和引導(dǎo)?？土鹘M織方案調(diào)整后，客流流線交織沖突明顯得到改善，存在安全隱患的瓶頸區(qū)域得消解，車站乘客集散活動更加有序安全。