轨道交通车站客流瓶颈筛选方法研究及应用推广

摘 要：在城市轨道交通客流量急剧增加的同时，车站的相关设施设备也暴露了严重的集散能力瓶颈问题。为了研究以设施疏散能力为基础的静态瓶颈识别方法改善轨道交通车站客流组织方案内容，通过模拟乘客在车站的走行路径，结合各设备及通道等部位的通行能力，来找到车站疏散体系的瓶颈节点。结合广州地铁一号线黄沙站进行了实际的运用，通过硬件、难点、关键点进行筛选分析得出进出站瓶颈，结果表明，客流瓶颈与实际观测的可能拥堵点相吻合。本研究为工作人员进行车站客流瓶颈筛选提供了科学有效的理论依据。有利于提高既有设施的疏散能力利用率，提升车站乘客紧急疏散的整体效率，为保障车站运营安全提供技术支持，提升管理人员对不同情况下车站疏散能力瓶颈产生位置的理性认识。

关键词：城市交通；通行能力；客流瓶颈；地铁车站

中图分类号：U293.13 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0211-04

随着通勤需求的增加，我国一些大城市轨道交通车站出现了经常性的交通拥挤现象.在这种拥挤状态下，客流速度大大降低，以较低的流率释放使得车站内部对交通客流疏导能力严重下降。本文通过对黄沙站客流组织的硬件、难点、关键点进行研究分析得出关键的进出站瓶颈，与实际观察到的拥堵点精确吻合，为工作人员进行车站客流瓶颈筛选提供了科学有效的理论依据。本文核心内容已广泛应用于广州地铁各个车站的客流组织方案中，基于本方法，并综合考虑全线网的客流特色，最终根据各个车站的实际情况来提供相应的客流组织方案。本文的基于车站疏散能力和乘客宏观交通行为的瓶颈识别方法，揭示了瓶颈产生的原因，为瓶颈的消解提供一定思路[1]。为优化和完善现有的应急疏散方案提供强有力的理论依据，为既有车站和设施的改造及更新提供决策支持，具有一定的参考价值。能够使设计者能够从乘客紧急疏散的角度洞察待建车站的安全隐患，减少后期重建或改建的成本。

1 客流瓶颈介绍

通过模拟乘客在车站的走行路径，结合各设备及通道等部位的通行能力，找出路径中限制乘客通行速度的部位。先通过模拟乘客进站路径和出站路径，分别计算进站和出站的路径瓶颈。再分析车站总体各部位的通过能力大小；路径通过能力分析：安全运行时，应该控制路径内各节点的运行状态，满足以下准则：后方节点的通过能力大于前方节点，即S4>S3>S2>S1（Si为各节点的通过能力），如果，S4

2 准备工作

2.1 摸查基本情况

研究对象车站公共区的土建结构、客流变化的规律、购买单程票和使用储值卡车票的乘客比例、本站客流流动路径及乘客出行特点等作为计算的背景参考[2]。

2.2 收集基础数据

车站内各个设备设施的宽度及数量数据，包括各楼/扶梯的宽度、走行通道宽度、进出闸机数量、自动售票机数量等。

2.3 简要说明

（1）出口通道位置一般相对宽敞，不会成为客流瓶颈的部位，此处不纳入计算，如车站结构中存在通道窄等特殊原因，在计算中也需加入；（2）液压梯的载客能力有限，因此计算中忽略它的能力；（3）出入口为合建口的，作为通道计算；（4）因在TVM购票不是进站的必经路径，因此一般不纳入路径计算，但购票乘客比例高的，如广州火车站等则需纳入；（5）站厅站台之间有夹层的，如走行距离较长，则也纳入计算；（6）对于侧式站台，计算进站和出站路径的瓶颈时，分开作为两个站台计算；（7）此计算方法进站选取的车站一侧、出站选取了一个出口，车站在进行计算时，周全考虑各种流动方向；（8）此处模拟的是正常情况下客流较大时的情形，如车站进行客流控制、设备设施或通道宽度等基本数据发生变化时，需对应更改基础数值；（9）计算换乘站的换乘客流瓶颈时，通道较短时，不区分换乘方向，将全部客流以一个整体考虑，换乘路径视为通道计算。

3 静态客流瓶颈筛选方法

以广州地铁一号线黄沙站为例：车站整体通过换乘通道将黄沙1#站厅和黄沙6#站厅连接起来。B、C、D三个出入口和9个合建口位于一号线站厅，E、F两个出入口位于六号线站厅，一号线站厅两组进闸机分为位于B端站厅和站厅中部7号合建口前，一号线站厅两端四组出闸机分别位于A端、B端、站厅中部、4号口前。工作日高峰期（8：00-9：00），六换一乘客逆行问题严重，主要在黄沙一号线站厅内出现客流严重交叉，导致客流行走不顺畅。先计算整体车站各断面的通过能力（D口围蔽施工，故不纳入计算），即不区分进站和出站客流，对比表1中的车站各部位的最大通过能力值大小，排序通过能力，最小的即为客流瓶颈[3]。

3.1 总体路径通过能力

“位置”指乘客在车站内行走路径中经过的设备，且选取的是与乘客走行速度关联较大的设备；“宽度（米）/数量（个）”指该设备的宽度或一组的数量；“参考值（每小时.人）”数值参考表1中对应的数值；“通过能力（每小时.人）”由“宽度（米）/数量（个）”与“参考值（每小时.人）”项数值相乘得出。“路径”指乘客在站内流动经过的主要部位；“通过能力排序”根据“通过能力”的大小，由大到小排序。

3.2 黄沙一/六号线的进/出站通过能力

分别对黄沙一号线、黄沙六号线的进站、出站通过能力进行计算，最终得出车站总体路径通过能力[4]。

（1）黄沙一号线进站路径通过能力。从表2和表3中可以看出，乘客进站经过的主要部位中，进闸机的通过能力最低。路径：S1S2S3。按照通^能力随路径增大的理想状态：S1S2。所以S2为通过能力较小的部位，即进闸机为瓶颈。通过模拟乘客进站购票路径中经过的关键设备，比对通过能力，得出S2为黄沙一号线的进站客流瓶颈。

（2）黄沙六号线进站路径通过能力。从表4和表5中可以看出，乘客进站经过的主要部位中，进闸机的通过能力最低。

路径：S1S2S3。按照通过能力随路径增大的理想状态：S1S2。所以S2为通过能力较小的部位，即进闸机为瓶颈。通过模拟乘客进站购票路径中经过的关键设备，比对通过能力，得出S2为黄沙六号线的进站客流瓶颈。

（3）黄沙一号线出站路径通过能力。从表6和表7中可以看出，乘客出站经过的主要部位中，出闸机的通过能力最低。

路径：S1S2S3。按照通过能力随路径增大的理想状态：S1S2。所以S2为通过能力较小的部位，即出闸机为瓶颈。通过模拟乘客出站路径中经过的关键设备，比对通过能力，比对通过能力，得出S2为黄沙一号线的出站客流瓶颈。

（4）黄沙六号线出站路径通过能力。从表8和表9中可以看出，乘客出站经过的主要部位中，出闸机的通过能力最低。

路径：S1S2S3。按照通过能力随路径增大的理想状态：S1S2。所以S2为通过能力较小的部位，即出闸机为瓶颈。通过模拟乘客出站路径中经过的关键设备，比对通过能力，得出S2为黄沙六号线的出站客流瓶颈。

3.3 黄沙站总体路径通过能力

通过表10和表11两表分析车站整体的通过能力，可以看出：换乘通道的通过能力最小。此处为车站的客流瓶颈。此处在大客流时确实较拥挤。

4 结论推广试点

换乘通道作为黄沙站的客流瓶颈，双方向换乘客流经行此路段容易发生堵塞，存在较大客运安全风险。为确保此节点通畅，拟采取黄沙一号线站厅A端1#、2#扶梯换向，改变双向换乘客流的换乘方式，扩大客流行走面积，减少交叉、逆行。

4.1 试点前黄沙站换乘交叉客流分析

在试点前的换乘方式下，双方向换乘客流（六换一和一换六）在黄沙1#站厅产生5个交叉点（暂未考虑进、出站客流与换乘客流的交叉），见图2中“”。在现有的换乘方式下，六换一客流产生逆行的位置有3处。1处（见图2中“”）在六号线站厅换乘通道入口处，另外2处（见图2中“”和“”）在换乘通道内活动栏杆处。

4.2 试点前可行性报告

A端1#、2#扶梯换向后将有效解决换乘通道客流瓶颈的问题。现对换向前、后对比分析。

4.2.1 A端1#、2#扶梯换向后换乘。

（1）A端1#、2#扶梯换向后，双方向换乘客流（六换一和一换六）在黄沙1#站厅仅产生1个交叉点（暂未考虑进、出站客流与换乘客流的交叉）。（2）A端1#、2#扶梯换向后，换乘通道的分流活口位置不变。黄沙1#站厅的分流铁马摆放位置改变。（即换向前后“”处设置不变）

4.2.2 A端1#、2#扶梯换向后优点分析

（1）解决早高峰六换一逆行。A端1#、2#扶梯换向后，如果乘客从六号线站厅换乘通道入口处开始逆行到达一号站站台的行走距离比按正常换乘的行走距离更远。故有效的解决了早高峰六换一的逆行题。（2）有效利用了付费区面积。A端1#、2#扶梯换向后，将A端1#、2#换向前未利用的付费区77O面积有效利用。有效加宽了一换六乘客的行走空间，同时降低了通道拥挤客运风险。

4.3 试点前后总结

（1）换乘路径更加鲜明。换向后六换一和一换六两条换乘路径刚好被扶梯一左一右分割开来，不像以前全部集中在一侧，路径更加鲜明更加宽敞。现场双向换乘客流走向清晰。（2）合理利用站厅空间。换向前2#扶梯旁边3米宽的通道（合计约77O）基本上没有利用起来，换向后变成一换六的通道，合理利用了站厅的空间。（3）基本不存在换乘客流交叉点。前期考虑换向后存在1个乘客流交叉点。根据现场观察，由于存在换乘客流行走的时间差，此交叉点在现场基本不存在。（4）黄沙1#站台客流分布更加均匀。由于换向后，六换一换乘乘客搭乘1#扶梯到达站台和经过中部楼梯（靠1#扶梯）到达黄沙1#站台的行走距离几乎相同，根据现场观察，约有五分之二的乘客会经过中部楼梯（靠1#扶梯）到达黄沙1#站台。黄沙1#站台乘客分布更加均匀。

5 结论及展望

本文充分发挥车站疏散能力，引导乘客安全疏散的关键在于准确把握不同情况下的疏散能力瓶颈。车站的静态瓶颈可以通过各设施疏散能力及其串并联关系确定。客流瓶颈的筛选将为车站的合理规划设计提供有利指导，为疏散能力的充分发挥提供理论支持，为保证城市轨道交通和谐、有序、健康运营提供技术保障，并对掌握车站运行状况、正确制定运营组织措施具有重要指导意义。

参考文献

[1]张慧慧，陈峰，吴奇兵.北京地铁进出站设施通行瓶颈问题定量分析[J].都市快轨交通，2009（03）：20-23.

[2]郝记秀，周伟，彭唬，王元庆.高峰期轨道交通客流的弹性“瓶颈”平衡模型[J].交通运输系统工程与信息，2009（03）：93-97.

[3]傅荠，姜楠，毛俊毅.城市轨道交通网络瓶颈现象的对策探讨――以上海市为例[J].上海城市规划，2007（04）：54-57.

[4]单征，宋瑞，李婷婷，陈立扬.城市轨道交通车站集散能力瓶颈识别方法研究[J].交通信息与安全，2014（01）：117-121.