基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计.pdf

2023年1 2 月第8 卷第4期基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计西安交通工程学院学术研究Academic Research of Xian Traffic Engineering InstituteDec.2023Vol.8No.4朱应莉，梁宇博（西安交通工程学院陕西西安7 1 0 3 0 0)摘要：西安地铁北大街站地理位置特殊，又是西安地铁1 号线与2 号线的换乘站，是西安最繁忙的站点之一，大客流现象已经成为常态。节假日条件下，大客流疏散组织成为客运组织中函待关注的问题。为了提高站内换乘效率和服务能力，本文通过计算和仿真分析北大街站内设施的通行能力，并确定了对换乘效率和服务能力的影响因素。在此基础上，我们针对目前存在的问题，排除了对站内换乘效率和服务能力影响较小的因素，并提出了具体的客流流线方案。关键词：北大街地铁站；大客流；客流流线；AnyLogic仿真中图分类号：U293.5文献标志码：AHoliday Passenger Flow Simulation and Streamline Design ofNorth Street Station of Xian Metro Based on AnyLogicZHU Yingli,LIANG Yubo(Xian Traffic Engineering Institute,Xian Shaanxi 710300,China)Abstract:The North Street Station of Xian Metro has a unique geographical location and is also a transfer stationbetween Line 1 and Line 2 of the Xian Metro.It is one of the busiest stations in Xian,and the phenomenon ofhigh passenger flow has become a norm.Under holiday conditions,the organization of large passenger flowevacuation has become an urgent issue to be concerned about in passenger transportation organizations.In orderto improve the transfer efficiency and service capacity within the station,this article analyzes the traffic capacityof the facilities inside Beidajie Station through calculation and simulation,and determines the influencing factorson transfer efficiency and service capacity.On this basis,we have eliminated factors that have a relatively smallimpact on the transfer efficiency and service capacity within the station in response to the current problems,andproposed specific passenger flow flow route plans.Keywords:North Street Subway Station;large passenger flow;passenger flow line;AnyLogic simulation引言随着城市化进程的不断加快，城市交通问题日益突出。地铁作为一种高效、便捷的公共交通方式，承担着越来越多的客流压力。在特殊的节假日，如国庆节这样的大客流时期，地铁站的客流量更是剧增，给站点的运行和乘客出行带来了巨大挑战。北大街站作为一个位于繁华地区的地铁站，具有空间结构复杂、客流量大、交通辐射面广等特点。在国庆节这样的大客流条件下，北大街站的客流问题愈发突出!。然而，目前对于北大街站国庆节大客流条件下的客流仿真与流线设计研究还相对不作者简介：朱应莉（1 9 9 1-），女，副教授，学士，交通运输。22足，缺乏系统性的分析和优化方案。因此，开展对北大街站客流仿真与流线设计的研究具有重要的现实意义和应用价值。1北大街站大客流分析1.1大客流定义在本文中，将国庆期间的大客流作为了研究对象的前提，因此，将大客流定义为超过北大街地铁站合理服务水平，造成拥堵的客流量称为大客流。考虑北大街站实际情况，自身存在早高峰与晚高峰，为此加入限制条件，参照HCM2000中对行人通行基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计服务水平的指标 2 ，在客流量到达时，使得地铁站内某一区域的平均客流密度2.1 1 p/m时，称为大客流 3 。1.2国庆期间北大街站客流由表1 可得如下结论：1)国庆节期间北大街站客流量巨大，平均每天在40 万人次以上。2)进出站客流量远不及由于换乘作用所带来的客流量。3一号线向二号线换乘量低于二号线向一号线的换乘量。4)数据中1 0 月2 日的客流量是国庆七天中的客流峰值。表1 北大街站客流量汇总进站客流出站客流一号线向二二号线向一项目（人次）日期号线二号线一号线二号线（人次）2021/10/128+347822021/10/279+441412021/10/371+395612021/10/440+381702021/10/529+387212021/10/617+376202021/10/723+39614总计287+2726091400012000100080006000400020000由图1 可以看出，当日客流量整体起伏不定，但是仍然能够看出早上与下午有2 个峰值。因此在论文中我将1 0 月2 日1 8:0 0 至1 9:0 0 作为参照小时客流量，与计算通行能力进行匹配。2北大街站通行能力计算2.1出入口出入口对于地铁站来说至关重要，因为出入口之间连接地面，出入口的设计参数和数量都直接关乎地铁站的疏散能力。计算出入口通行能力时，引入以下公式：Q出入口=nq其中：Q出入口一出入口通行能力；n一出入口的数量，单位：个；q一单个出入口的通行能力，单位：人/小时。2.2排队设施在乘客进行购票、安检或者进出站通过闸机时，乘客会产生排队现象，因此售票系统、安检、进出站闸机为排队设备。乘客购票和安检效率或者进出闸机的时间和设备数量是决定排队设备工作能力主要原因 4。排队设备计算能力的公式为：Q排队设备3600nt其中：Q排队系统一排队设备的通行能力，单位：人/小时；t一单个乘客购票、安检或者进出闸机的时间，单位：秒；（人次）号线换乘量号线换乘量（人次）15+3673810590511+449481228337+400831168372+391741098741+399111145305+4029412320315+4063112710256+2817798202842进出站客流换乘客流一总计图1 1 0 月2 日北大街站日客流折线图(2)n一设备数量，单位：个。2316792.3行人通道243793行人通道的通行能力是在规定时间内，通道某2251652124672191472277982362511596300(1)23一断面的最大通过客流。通道的宽度是影响行人通过效率的主要因素，因此在单向通道的行人通过能力采用公式如下：Q单向行人通道1pbp其中：Q单向行人通道一单向通道的行人通过能力，单位：人小时；V一行人的通过速度，单位：米/秒；lp一通道内行人前后的距离，单位：米；bp一通道内行人的横向距离，单位：米；d一行人通道的宽度，单位：米。2.4扶梯/步梯自动扶梯的旅客运输能力取决于单位时间内扶梯所能运送的最大旅客，扶梯的最大理论通行能力公式如下 5 ;Q扶梯3600pnvS其中：Q扶梯一表示扶梯的最大理论通过能力，单位：人/小时；S一阶梯间的间距。单位：米；一扶梯满载系数；n一单个阶梯所能站立的人数，单位：人；V一扶梯的运行速度，单位：米/秒。步梯的通过能力主要与步梯的宽度相关。单向步梯的设计中，宽度一般大于等于1.8 m，双向步梯的宽度大于等于2.4m，当步梯的宽度大于3.6 m时 6 ,3600Xd(3)(4)基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计一般会在步梯中间设置扶手。考虑对向客流的影响，将对象衰减系数设为，步梯的计算公式如下：Q步梯=3 6 0 0 pkvb(5)其中：Q步梯一步梯的通行能力，单位：人/小时；一衰减系数;k一站内客流的平均密度，单位：人/平方米；U一乘客在站内的移动速度，单位：米/秒；b一站内步梯的有效宽度，单位：米。2.5进出站大厅和站台站厅和站台的服务能力主要由站厅和站台的有效面积和客流密度所决定。站厅的服务计算公式如下：mQ站厅W其中：Q站厅一站厅的服务能力，单位：人；m一站厅或站台的有效使用面积，单位：平方米；w一人均在站内占用的面积，单位：平方米/人。站台的客流密度一般取0.3 3 0.7 5 m/人 6 。本文中同样参照表2，客流密度区0.3 6 5 m/人。北大街站二号线站台有效面积1 6 8 0 m，一号线换乘平台两端共计有效面积7 3 2 m,站台最大服务客流计算如下：732Q一号站台=2005人0.3651680Q二号站台=4602人0.3652.6通行能力匹配经过对客流数据的整理，国庆期间在1 0 月2日1 8：0 0-1 9：0 0 的客流量处于顶峰，因此这里将北大街站在国庆节1 0 月2 日下午1 8：0 0-1 9：0 0的客流作为参照客流量，在该时间点进站2 5 9 1 人，出站3 1 9 5 人，共计5 7 8 6 人。经计算整理，车站进站流线的通行能力为Q进站流线=5 6 47 人/小时，出站流线通行能力Q进站流线=3 1 1 8 8 人/小时，在这种情况下在北大街站内通行能力满足进出站客流，但考虑到北大街站是换乘站，同一时间，一号线向二号线换乘9 3 0 6 人，二号线向一号线换乘8 7 1 7 人。换乘设备通行能力：Q-号换乘=5 1 9 8 2=1 0 3 9 6 人/小时，Q=号换乘=7 0 2 0 2+5 1 9 8 2=2 443 6 人/小时根据结果发现，计算通行能力与实际客流量差24距不大，为了更好的发现问题，通过仿真的方式研究行人在站内的走行情况。表2 设施通行能力匹配通行能力平均通行能力类型设施入口售票系统进站安检仪流线进站闸机去往站台楼梯去往站台扶梯出站台楼梯出站出站台扶梯流线出站闸机(6)3Anylogic仿真3.1客流密度模拟下图为北大街站厅层的客流密度分布，其中暖色调的颜色表示客流较多，客流密度较大；冷色调的颜色表示客流密度较小 7 。下图为北大街站厅层客流密度分布图。站内总人数1 5 8 9回购票进站大厅人流热力图控制口一号线站台人流热力图控制口二号线站台人流热力图控制曲韦南图2 北大街站站厅层客流密度分布#曲韦南图3 二号线站台客流密度分布在图4-2 中可以看出客流流线呈现放射状，其原因为二号线为岛式站台，而通道位于站台中间。设施组合楼梯4扶梯4自动售票机2 8售票亭x44台16台6个0部4+2个4+4部34台C#北各站二号线（人/小时）（人/小时）10344010003564716793139520311885616035685纺织城24972.59279（去掉入口通过能力后均值）36331北客站#闸机基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计同时从密度图中可以看出站台两端密度较低，中间候车区域密度较高。一号站台的客流流线较为复杂，一是南北两个通道承担一号线换乘二号线、二号线换乘一号线以及二号线自身的进出站客流。在客流的模拟中，会出现横跨铁路的客流流线，由于一号线站台为侧式站台，出现经过站厅进行上下行换乘的旅客。入铁马通往南边二号线的扶梯，通过拐角的客流压力大，同时出向客流冲突。由于一号站台是侧式站台，上下行方位在不同侧，会有乘客因为入口的原因需要在站厅绕路，同样会造成客流流线的影响。4.2优化后流线方案去往1 号线去往2 号线C工A口图8 为具体优化后的客流流线。此方案是在现图4一号线站台客流密度分布图有方案上增加乘客一号线换乘二号线的流线距离，3.2流线干扰模拟将去往一号线站台和二号线站台的客流分散，减少流线干扰主要由三种类型：冲突干扰、摩擦干进入二号线站台的客流，缓解二号线站台客流压力。扰、阻滞干扰。实际情况中可能不能完全避免流线这种方案在拐角处重新设计铁马，使得东边进站的干扰，此时由于冲突干扰影响最大，在流线设计中客流与其他客流流线并为一条，同时利用站厅和出会适当的对摩擦干扰和阻滞干扰进行妥协。入口通道的空间增加有效面积的利用和车站容客能力，铁马的灵活性也可以使站内更好应对不同客一号入口二号入口图5 Anylogic客流冲突干扰客流模拟去往2 号线梯闯机图7 北大街站客流流线方案流。在这种方案下，利用出入口通道的同时，会因为站厅的东西两侧被分割导致无法贯通，使用这一方案时，南北两个站厅的入口无法使用，需要工作人员在站外设置导向标识，引导乘坐一号线的乘客进站乘车。口去往2 号线站台去往号转站合出站流线一号入口二号入口图6 AnyLogic摩擦干扰客流模拟图8 二号线站台客流指引路线4优化措施仿真中发现由于行人特性，可流密度分布不均4.1现有流线方案分析参照图7 北大街站站厅层的客流密度可以看出，北边安检后的乘客在进入闸机后，在北边与东边的拐角处客流比较集中，此处向东是去往一号线的路径，进入铁马向南的扶梯去往二号线的站台，由于行人部分特性，使得乘客在这个拐角处的客流速度会降低。另一方面，东边的入口进来的客流会经过此处，东边乘客过闸机后向南去往一号线，向西进匀，对站台面积的利用不利，通过利用铁马改变客流流线改善这种情况。5结论通过对国庆节大客流条件下北大街站的客流仿真与流线设计的研究，优化的流线设计方案能够显著提高北大街站的运行效率和乘客出行体验。合理引导乘客的流动路径和设置设备，有效减少了拥25基于AnyLogic西安地铁北大街站节假日客流仿真与流线设计堵和混乱现象，提升了站点的换乘效率和服务能力。此外，该研究为类似地铁站点在特殊节假日大客流条件下的管理和运营提供了有益参考，有助于提升城市地铁系统的整体运行效率。这些研究结果对于改善城市交通拥堵问题、提升乘客出行体验以及优化城市交通规划具有重要意义。参考文献1权杨迪,冯小杰,刘夏晖,等.北大街地铁换乘站客流组织优化调查研究 J.智能城市,2 0 1 9,0 5(1 7):1 2-1 5.2胡清梅.轨道交通车站客流承载能力的评估与仿真研究(上接第1 6 页)交通运输发展年度报告 M.绿色循环低碳交通运输发展年度报告,2 0 1 8.4孙宏阳.我国建成世界最大高速铁路网,2 0 2 3 年预计投产高铁2 5 0 0 公里.2 0 2 2.5中国铁道工程建设协会,AssociationCREC.中国铁路建设行业发展报告(2 0 2 1)J.6Smith RA,ZhouJ.中国,英国与欧洲的客运铁路的近期发展背景 J.浙江大学学报A卷英文版,2 0 1 9(1 2):9 2 5-9 3 5.7谢和平.发展低碳技术推进绿色经济 J.中国能源,2 0 1 9,3 2(9):6.8冯之浚,牛文元.低碳经济与科学发展 .中国软科学,2 0 1 9(8):1-7.9苏健,梁英波,丁麟等.碳中和目标下我国能源发展战略探讨 .中国科学院院刊,2 0 2 1.10沙志仁.助力智慧城市建设城市交通大脑市场无限 .中国安防,2 0 2 3(0 3).11城市交通发文及被引数据统计 .城市交通,2 0 2 2(0 3).D.北京交通大学,2 0 1 1.3李洪帅.天津地铁突发大客流客运组织优化研究 D.天津：天津财经大学,2 0 1 9.4田郝青,张喜.基于Anylogic仿真技术的地铁换乘站客流组织优化评价研究 J.电子设计工程,2 0 1 8(1 9):8 4一8 8.5张强.基于Anylogic的某地铁车站大客流组织及疏散研究D.大连:大连交通大学,2 0 2 0.6尹玉龙.地铁车站超大客流流线设计与优化 D.西南交通大学,2 0 1 3.7lyaV.Grigoryev.系统建模与仿真一使用AnyLogic7M北京：清华大学出版社,2 0 1 7.12沙志仁.助力智慧城市建设城市交通大脑市场无限 .中国安防,2 0 2 3(0 3),13戴升宝,陈梦雨.碳普惠引领公众低碳生活 N.济南日报,2 0 2 3(0 8).14宋敏华.坚实的行动实施的蓝图写在中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案发布一周年之际 J.城市轨道交通,2 0 2 3(0 9).15李宇杰,王艳辉,蔺陆洲等.城市轨道交通生产运营技术创新与发展关键问题 J.中国铁路,2 0 2 2(1 2):9 9-1 0 5.16周晓勤.实施绿色低碳战略践行城轨责任担当中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案发布词 J.城市轨道交通,2 0 2 2(0 8).17吴昊.中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案“六大行动 解读之一:绿色规划先行行动 .城市轨道交通,2 0 2 2(1 2).18虞赛君.城市轨道交通企业数字化转型的策略探讨-以合肥市轨道交通集团为例 J.城市轨道交通研究,2 0 2 3(0 8).26