城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究.pdf

2023年12 月第8 卷第4 期西安交通工程学院学术研究Academic Research of Xian Traffic Engineering InstituteDec.2023Vol.8No.4城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究李欢（西安交通工程学院陕西西安7 10 30 0)摘要：城市轨道交通的快速发展给人们的生活带来了很大便利。在轨道交通网络的构建中，地铁换乘站是一个十分重要的部分，站内客流组织设计直接影响换乘效率。本文以西安地铁科技路站为例，采集实时客流数据对车站进行仿真建模，根据仿真结果对客流流线和设备设施配置对仿真模型进行优化，再利用评价体系对优化前后的仿真结果进行比较，验证优化方案的有效性，为城市轨道交通的运营管理提供参考价值。关键词：城市轨道交通；换乘枢纽站；客流组织；仿真；优化中图分类号：0 12 1.8;G558文献标识码：AResearch on Optimization of Passenger Flow Organization inUrban Rail Transit Transfer HubsLI Huan(Xian Traffic Engineering Institute,Xian Shaanxi 710300,China)Abstract:The rapid development of urban rail transit has brought great convenience to peoples lives.In the construction of the railtransit network,subway transfer stations are a very important part,and the design of passenger flow organization within the stationdirectly affects transfer efficiency.Taking Xian Metro Science and Technology Road Station as an example,the paper collectsreal-time passenger flow data to simulate and model the station.Based on the simulation results,the passenger flow line andequipment and facilities configuration are optimized for the simulation model.Then,an evaluation system is used to compare thesimulation results before and after optimization,verifying the effectiveness of the optimization plan and providing reference value forthe operation and management of urban rail transit.Keywords:urban rail transit;transfer hub station;passenger flow organization;simulation;optimization引言随着我国城市轨道交通的快速发展，我国城市轨道交通的运行网络不断扩展，其乘客的负担能力也越来越强。但在实际运行中也存在一些问题，如地铁车站内出现严重排队现象，乘客的出行效率低，车站的服务能力低等 1。特别是面对大客流和地铁换乘枢纽站有限资源的合理化利用显得意义尤重。因此对地铁换乘枢纽站的结构空间进行合理布局，通过分析客流特征和影响客流的因素对换乘枢纽站的客流组织进行优化 2 ，不仅能够解决城市轨道交通突发大客流时对地铁车站运营组织的影响，也可以充分发挥城市轨道交通的优势，而且还能对换乘枢纽站的建设和设计起到的很好的指导意义，对城市轨道交通的发展也有十分重要的推动作用。作者简介：李欢（1993-），女，讲师，硕士，研究方向：交通运输。基金项目：西安交通工程学院2 0 2 3年度中青年基金项目（2 0 2 3KY-26）。41在国内外城市轨道交通换乘枢纽的客流组织一直是个热点话题。HengYu等人通过研究地铁车站的安全状况，建立了地铁车站安全评价体系。该安全评价体系可以用于地铁车站的安全评价，可以帮助车站安全管理人员更好地了解安全状况 3。MinZhou等人以某大型地铁车站为例进行仿真，为地铁站台人流量的组织、设施和候车区的布局提供了建议 4 。刘汉英建立乘客进出站流线及列车进出站的人车混合仿真模型，从设备配置和管理措施2 个方面进行客流优化 5。朱宛平研究了城际列车旅客进出站情况，利用AnyLogic软件进行仿真分析得出结论，相较于增加安检设备数量，提高安检效率对排队情况的改善效果并不明显 6 。本文在分析换乘客流组织影响因素的基础上，研究地铁换乘枢纽站客流组织的优化方法，影响换城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究乘枢纽站客流组织的主要因素，包括换乘流线的设来确定 9。但基于交通运输安全以及车站消防安全、计、车站设施设备的使用能力和车站通道及乘降设人流大量疏散等多个角度综合考虑，车站至少应保备的通过能力。本文通过对换乘枢纽站的客流组织持两个以上的出入口安全通道同时开通 10 。出入口措施进行探讨，提出换乘枢纽站在应对大客流时的通道能力主要由车站通道个数以及各个通道的通优化措施，提高换乘枢纽站客流的疏散效率，保证过能力决定。城市轨道交通换乘枢纽运营组织的高效运营。2换乘枢纽站客流组织方案评价体系1城市轨道交通换乘枢纽站客流组织的构建的影响因素在城市轨道交通换乘枢纽站客流组织方案的乘客的换乘效率是城市轨道交通换乘站中的评价研究中，评价体系的构建是至关重要的一步 11。关键问题，其受到多个因素的影响，包括客流流线其中，换乘顺畅性和舒适性是两个重要的评价指标。设计、自动售票设备、自动检票闸机与人工售票机换乘顺畅性和换乘舒适性是评价地铁换乘站的重等自动售检票设备的设置与分配，以及楼梯、自动要指标。换乘顺畅性通常指地铁换乘站的客流量与扶梯、车站出入口的通过能力等。因此，在分析某站台容量之间的比较，客流量过大会导致站台拥挤、个车站乘客换乘效率的影响因素时，需要考虑以下乘客挤压等不良情况，从而影响到换乘的顺畅性 12 。多个因素。而换乘舒适性则涉及到地铁换乘站的环境舒适度、1.1客流流线设计便捷性等方面，这些都会影响到乘客的心理感受和流线是换乘枢纽站的设计关键，流线设计和组满意度，从而影响到乘客对地铁系统的评价 13。本织到底是否合理，不但影响换乘枢纽站的作业效率文以客流密度图、平均换乘时间为指标构建评价体和能力，而且也直接影响到了到客运设备的运用和系，如图1所示。换乘枢纽站的服务水平 7 。流线设计时尽量减少交又，可以提高通行效率。流线分析就是进行流线设计和组织以及交通枢纽各个功能分区、空间布局的基础，同时流线的时空特性、需求特性又是城市轨道交通枢纽服务设施的重要依据。1.2设备设施配置地铁车站内的设备设施大致可分为自动售票设备，自动检票闸机与人工售票机。而它们在地铁车站内的布局会影响整个车站对乘客的运载能力。乘客往往会选择当前离自己最近的设备进行使用，包括选择队列进行排队时基本也都会选择最短队列 8 。如果地铁车站内设备分配不平均或者不符合该站的实际情况，使设备的布局与分配和乘客的选择行为相冲突，则会导致地铁车站内的乘客运载能力下降，站厅层拥堵，乘客出行满意度降低问题 9。因此，本文将车站设备设施配置数目与布局的优化作为研究的重点项目之一。1.3车站出入口及通行通道的通过能力此影响因素对车站客流的数量影响大，其车站位置、数量和客流规模通常根据各个车站客流周边环境以及车站客流进出的流动方向和客流数量等换乘舒适性换乘效率评价体系换乘顺畅性图1评价体系图2.1客流密度图客流密度图 14 是用来表示人流量分布和拥堵情况的一种可视化图表，在地铁换乘站的研究中，可以利用客流密度图来分析不同时间段、不同区域的人流量变化和分布情况，从而更好地了解地铁站内部的拥堵情况，为优化地铁站的设计和运营提供决策支持。D=mmS式中，D指区域密度，s为区域面积，m为乘客数量。2.2平均换乘时间在本设计中，平均换乘时间指乘客从一站台到客流密度图平均换乘时间(1)42城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究另一站台所需的平均走行时间，不包括候车时间。数据如图2 所示，为更好的模拟科技路站遇到大客它是评价换乘服务质量的重要指标之一 15，时间要流时的客流组织情况，本文采用早高峰8:0 0-9:0 0尽可能短，以提高乘客出行效率和满意度，它反映的客流数据进行仿真建模。了换乘系统的合理性。科技路站进出站客流数据图(2)4000n2000式中，为平均换乘时间；T为行人i的换乘时0间；n为换乘人数。0:0:672.3换乘枢纽站客流组织评价标准采取地铁规划设计规范中的标准 16 ，得到换乘枢纽站客流组织评价标准，如表1所示。表1评价体系表评价指标评价范围客流密度图全站台及站厅平均换乘时间所有换乘方向3西安地铁科技路站客流组织仿真与优化分析3.1西安地铁科技路站现状科技路站位于科技路与高新路十字，是西安地铁3号线和6 号线的换乘站。该地铁站共有五个出口，A、E两个出口在世纪金花两侧，A、E出口共用6 个自动售票机，C、D 出口共用6 个自动售票机。科技路站设备设施数量如表2 所示。表2 科技路站设备设施数量统计表服务设施类型服务设施数量出入口5人工服务岗亭1自动售票机3闸机7安检设施53.2科技路站仿真建模科技路站2 0 2 3年6 月2 8 日（工作日）的客流:进站人数每小时进站人数图2 科技路站客流数据图评价标准能力评价2人/m差3.5 min差单位个处组（每组6 台）组（包含进出）处：二23.3科技路站仿真结果分析通过对科技路站早高峰状态下客流数据进行多次仿真模拟，得到科技路站站厅层换乘仿真结果，如图3所示，发现该站在疏散过程中存在以下待优化的问题：1)五号闸机承担3号线站台人数一半的疏散通过压力，疏散过程中超出了6 台闸机12 0 人/分钟的通过能力。2)一号扶梯从3号线上至站厅的乘客；三号扶梯、四号扶梯从6 号线上至站厅的乘客，因为站厅没有明确的疏散导向标识或人工疏散导向指引，导致乘客不知选择哪个为最优闸机处，而导致舍近求远，选择了不是最优的疏散路径，延长了疏散时间。A口一号扶梯E口疏散时间：36 8 s已疏散人数：1154四号扶梯二号扶梯三号扶梯开始疏散C口口图3科技路站站厅层换乘仿真结果通过对该局部区域的调查和计算，得知该局部区域的面积为4 6 m,通过检测得知，优化前高峰时段该区域最大滞留人数为10 3人，通过计算得知该局部区域客流密度为2.2 4 人/m，根据表1评价体系表可知，优化前的客流密度大于2 人/m，客流密度较差。：02223出站人数每小时出站人数F口43时间（s）城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究3.4科技路站优化分析根据应急疏散仿真实验的结果，在可行的基础上，本文对科技路站提出以下建议来缓解拥挤现象。1)在五号闸机旁可增加应急疏散安全滑动门。由科技路站仿真运行后的行人密度图可以看出，在发生应急情况时，五号闸机处容易发生堵塞，为了提高紧急情况下的行人通行量，在五号闸机旁增设应急疏散安全滑动门，工作人员立刻打开安全门，引导行人进行疏散。2)在站厅层一号扶梯处增设导流杆，使上至站厅疏散乘客分散至不同侧闸机处进行疏散，减少闸机口拥堵现象。3)增加导向标识。在建筑物内部，导向标识可以帮助行人确定进出站的方向以及最近的应急出口路线。现有的科技路站的标识系统缺乏应急导流标识，应该在现有的标识系统基础之上，增加红色的标识线，标识线外围增加夜间发光标识，当紧急情况发生时，乘客可随着红色标识线进行疏散。除此之外，科技路站现有的标识系统中缺乏动态标识，在遇到紧急情况需要疏散时，动态标识更能给乘客增加清晰的导向。根据以上优化建议对科技路站的仿真模型进行改进，五号闸机旁增加应急疏散安全滑动门，在站厅层一号扶梯处增设导流杆，对改进后的模型进行多次疏散仿真模拟，如图4 所示，整改后的疏散时间明显比整改前的疏散时间短，且满足疏散要求的 6 min 标准。A口C口图4 优化后站厅层疏散线路图A口C口优化后站厅层客流密度图如图5所示，通过计算得知优化后该区域最大滞留人数仅为31人，客流密度为0.6 7 人/m。客流密度得到明显降低，达到良好。通过改进前后的客流密度图对比，也可以明显看出，红色区域大幅度减少，进站安检无滞留，优化方案有效。表3科技路站各方向平均换乘时间优化前后对比实验次数1优化前换乘时间（s）372368356360369优化后换乘时间（s）327328332333327优化百分比12%11%7%8%11%优化前后的换乘时间经过统计后如表3所示，改进后换乘时间减少，模型得到优化，改进方案有口效。4结论基于对科技路站应急疏散仿真的结果分析，以及现场调研时发现的问题，本文对科技路站的仿真模型提出优化建议，针对疏散后的行人密度图中出现的五号闸机处出现拥挤和疏散线路不明确的现象，提出在站厅层的一号扶梯处增加导流杆和增加五号闸机处的应急疏散安全滑动门等措施。通过对F口D口口开始疏散D口图5优化后站厅层客流密度图23比优化前后科技路站的仿真结果，并结合客流密度和平均换乘时间两个评价指标分析，证明优化方案的有效性。参考文献1鲁晨,孙健,杨涛.综合交通枢纽客流行人换乘组织优化及疏散时间：32 7 s已疏散人数：1154F口平均换乘45365329.4.平均优化10%44城市轨道交通换乘枢纽客流组织优化研究仿真 J.系统工程,2 0 2 0,38(0 3):8 4-91,研究 J.科技经济导刊,2 0 2 0,2 8(0 9):3-5.2石红国,杨泽坤.基于Anylogic的城市轨道交通换乘站流9何彬,顾保南,杨照.城轨交通换乘站结点换乘设施行人拥线组织优化研究 J.综合运输,2 0 2 0,4 2(0 6):6 9-7 5+8 1.堵分析方法 .同济大学学报(自然科学版),2 0 2 0,4 8(0 6):8 6 1-3JHeng Yu,Yimin Wang,Xin Huang,Yue Luo,Peiyun Qiu.868.Establishment andapplication of a metro station safety eval10郑勋.城市轨道交通车站乘客微观行为分析与建模 D.北-uation system based on extension theoryJj.Journal of Inte京交通大学,2 0 19.lligent&Fuzzy Systems,2020.11李俊.结合最短路径改进的社会力人群疏散仿真模型 .4Min 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