城市軌道交通車站通道聯(lián)合通行能力的研究

金建剛　張寧

【摘 要】研究了現(xiàn)有的通道通行能力的計(jì)算方法，結(jié)合了設(shè)施之間的相關(guān)系數(shù)的概念，分析了車站各設(shè)施對(duì)通道通行能力的影響，提出了聯(lián)合通行能力的概念。利用地鐵站客流數(shù)據(jù)分析了與通道關(guān)聯(lián)的其他設(shè)施對(duì)通道通行能力的影響因子，得出了其他設(shè)施對(duì)通道影響后的修正系數(shù)，提高了通道設(shè)計(jì)的合理性，使地鐵車站通道設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性提升到了一個(gè)新的高度。

【關(guān)鍵詞】通道；通行能力；聯(lián)合通行能力；修正系數(shù)

1 車站通道設(shè)施現(xiàn)狀

近年來我國許多城市的軌道交通得到了迅速的發(fā)展。隨著乘客數(shù)量的不斷增長，對(duì)軌道交通內(nèi)部設(shè)施也提出了更高的要求，通道是車站設(shè)施的重要組成部分，國內(nèi)外許多專家在這方面進(jìn)行了研究。南海超等在《地鐵車站客流服務(wù)水平與通道寬度關(guān)系的探索》中，通過實(shí)例調(diào)查成都市客流到達(dá)規(guī)律，并結(jié)合服務(wù)水平建立行人系統(tǒng)仿真模擬，對(duì)通道通過能力與服務(wù)水平進(jìn)行了初步的探討[1]。Jodie Y.S.Lee等在《雙向混行人流交叉人行道的新式乘客服務(wù)水平等級(jí)》中，通過問卷調(diào)查，研究在混行人行通道情況下乘客服務(wù)水平等級(jí)，彌補(bǔ)了現(xiàn)行的乘客服務(wù)水平只適用于單向的人行通道[2]。

隨著軌道交通的進(jìn)一步完善，車站內(nèi)的設(shè)施設(shè)計(jì)也在不斷地優(yōu)化，但目前通道設(shè)計(jì)中還存在著一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）通道通行能力的設(shè)計(jì)有一定程度上的不合理性，主要體現(xiàn)在上下班高峰期，由于設(shè)施布局的設(shè)計(jì)與實(shí)際客流環(huán)境存在一些偏差，會(huì)形成客流阻塞和停滯現(xiàn)象，導(dǎo)致通道的服務(wù)水平下降。

（2）通道與其他設(shè)施的銜接略有欠缺，主要體現(xiàn)在自動(dòng)售票機(jī)以及閘機(jī)處形成的排隊(duì)對(duì)通道的通行能力產(chǎn)生了一定的影響。而現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)則沒有充分考慮這些影響因素，因此在通道與其他設(shè)施的匹配性上存在一定的偏差。

本文所討論的通道指的是出入口端部至進(jìn)入收費(fèi)服務(wù)區(qū)之前的通道，不包括站內(nèi)人行通道等。

2 通道聯(lián)合通行能力

2.1 通道聯(lián)合同行能力的定義

車站通道的通行能力是指根據(jù)通道實(shí)際情況，在一定的客流組織方法、技術(shù)作業(yè)過程條件下，在單位時(shí)間內(nèi)，所能通過或容納的最大旅客人數(shù)[3]。

現(xiàn)有的通道通行能力的定義只從通道設(shè)施單一角度分析，不考慮到其他因素的影響，于是提出了通道聯(lián)合通行能力的概念。通道聯(lián)合通行能力是指考慮與通道直接相連接的其他設(shè)施的通行能力，計(jì)入它們對(duì)通道的影響之后得出的通道實(shí)際通行能力。相比于之前的通道通行能力的定義，通道聯(lián)合通行能力綜合考慮了其他設(shè)備的布設(shè)如閘機(jī)和自動(dòng)售票機(jī)等對(duì)通道通行能力的影響?？梢酝ㄟ^分析其他相關(guān)聯(lián)設(shè)施對(duì)通道設(shè)施的影響，得出修正系數(shù)，對(duì)原有的通行能力進(jìn)行修正，使通道設(shè)計(jì)更加合理。

2.2 自動(dòng)售票機(jī)的影響

自動(dòng)售票機(jī)一般設(shè)置在通道的一側(cè)。通常客流量較大的車站，客流在自動(dòng)售票機(jī)前形成排隊(duì)現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致通道的實(shí)際通行寬度縮短，從而導(dǎo)致通道的實(shí)際通行能力的下降?，F(xiàn)以南京珠江路地鐵站為例進(jìn)行分析。珠江路地鐵站的平面布局圖如圖1所示。

珠江路地鐵站現(xiàn)有12臺(tái)自動(dòng)售票機(jī)，全部設(shè)在通道一側(cè)，其中7號(hào)到12號(hào)設(shè)在兩出入口之間的通道上。而如果7號(hào)到12號(hào)的自動(dòng)售票機(jī)上形成排隊(duì)，則會(huì)影響其他乘客進(jìn)入車站內(nèi)，在自動(dòng)售票機(jī)處會(huì)形成擁堵。當(dāng)乘客購票速率大于進(jìn)站客流步速時(shí)，則不會(huì)在售票機(jī)處形成排隊(duì)；反之，乘客購票速率小于進(jìn)站客流步速時(shí)，就會(huì)在售票機(jī)處形成排隊(duì)。

2.3 閘機(jī)的影響

閘機(jī)與通道直接相連，直接影響了通道的通行能力。如圖1所示，珠江路地鐵站共有四個(gè)閘機(jī)組，其中A、B為進(jìn)站閘機(jī)組，C、D為出站閘機(jī)組。閘機(jī)組的通行能力大小，直接決定了通道內(nèi)是否會(huì)形成擁堵。

以進(jìn)站情況為例。倘若客流在閘機(jī)A、B處形成了排隊(duì)，則必定會(huì)影響后續(xù)客流的行進(jìn)速率。當(dāng)客流速率大于閘機(jī)通過速率時(shí)，就會(huì)在閘機(jī)處形成排隊(duì)；當(dāng)客流速率小于閘機(jī)通過速率時(shí)，就不會(huì)在閘機(jī)處形成排隊(duì)。

假設(shè)原閘機(jī)處不布設(shè)閘機(jī)，則相當(dāng)于通道，此時(shí)原閘機(jī)處人群的通過率和通道任意一處相同，當(dāng)布設(shè)了閘機(jī)后，則根據(jù)閘機(jī)單人通過的速率，來判斷此處是否會(huì)形成排隊(duì)。另外，閘機(jī)組的閘機(jī)數(shù)也對(duì)是否形成排隊(duì)有重要的影響。閘機(jī)數(shù)量越多，則單位時(shí)間內(nèi)通過的人數(shù)也就越多，這樣可以減小排隊(duì)事件發(fā)生的概率。

3 通道設(shè)施通行能力的計(jì)算

3.1 自動(dòng)售票機(jī)影響時(shí)的修正系數(shù)

當(dāng)自動(dòng)售票機(jī)前形成排隊(duì)時(shí)，必然會(huì)阻塞一部分人群的前進(jìn)。由于排隊(duì)長度的存在，會(huì)縮小售票機(jī)處的通道可行寬度?？紤]自動(dòng)售票機(jī)的作用時(shí)，主要考慮自動(dòng)售票機(jī)處的排隊(duì)長度對(duì)通道實(shí)際可行寬度的影響，從而得到相應(yīng)的修正系數(shù)（見式1）。

部分地區(qū)的設(shè)計(jì)手冊(cè)針對(duì)自動(dòng)售票機(jī)的配置做了附加規(guī)定：自動(dòng)售票機(jī)的服務(wù)及維修均為正面作業(yè)，自動(dòng)售票機(jī)前預(yù)留3m的排隊(duì)空間，并且每一區(qū)位至少有2部自動(dòng)售票機(jī)。此外，基于配置空間的考慮，應(yīng)預(yù)留 50% 的擴(kuò)充能力。顯然，3m只是作為一個(gè)理想的最大值，現(xiàn)實(shí)情況下，一般小于3m。

3.2 閘機(jī)影響的修正系數(shù)

閘機(jī)處形成的排隊(duì)，也會(huì)影響通道的通行能力，但是這種影響和自動(dòng)售票機(jī)處排隊(duì)對(duì)通道通行能力的影響不同。自動(dòng)售票機(jī)一般設(shè)在出入口附近，是乘客進(jìn)入車站必須經(jīng)過的，從自動(dòng)售票機(jī)到閘機(jī)處，乘客的數(shù)量還是很多的。然而，當(dāng)乘客到達(dá)閘機(jī)時(shí)，無需考慮閘機(jī)處排隊(duì)長度對(duì)乘客往前走的影響。閘機(jī)處的排隊(duì)主要對(duì)從出入口到閘機(jī)部分的通道的通行能力產(chǎn)生影響。

閘機(jī)對(duì)通道通行能力的影響可以從閘機(jī)通過速率和閘機(jī)數(shù)量兩方面進(jìn)行分析。

3.2.1 閘機(jī)通過速率

閘機(jī)通過速率和通道人群速率作對(duì)比，可以得到在閘機(jī)處的延誤程度（一般情況下，閘機(jī)的通過速率小于人群的步行速率）。所得的延誤率即閘機(jī)通過速率與人群步行速率之比即可作為閘機(jī)通過速率對(duì)通道通行能力的影響系數(shù)。

閘機(jī)的通過速率又與閘機(jī)類型有關(guān)。據(jù)地鐵規(guī)范，可知各類閘機(jī)的通過速率見表1。

通過能力參考值

3.2.2 閘機(jī)數(shù)量

閘機(jī)數(shù)量決定了單位時(shí)間內(nèi)閘機(jī)處通過的人數(shù)，由于閘機(jī)的分布和乘客進(jìn)入車站對(duì)閘機(jī)的選擇，導(dǎo)致許多閘機(jī)出現(xiàn)空置或者少用現(xiàn)象，如果在分析閘機(jī)數(shù)量對(duì)通道通行能力的影響時(shí)把所有的閘機(jī)都考慮進(jìn)去，則誤差就會(huì)比較大，因此提出一個(gè)閘機(jī)有效使用數(shù)量的概念：

假設(shè)一組閘機(jī)的所有間斷客流全部由幾臺(tái)閘機(jī)按最大通行能力通過，此時(shí)的閘機(jī)數(shù)量，定義為閘機(jī)有效使用數(shù)量。

4 結(jié)語

現(xiàn)有的通道設(shè)計(jì)中存在著一些不足，從本文中可以看出，設(shè)備之間的相互影響是不容忽視的。而在車站設(shè)備設(shè)計(jì)中，往往單一考慮了一個(gè)設(shè)備，而忽略了其他設(shè)備對(duì)它的影響，因此在實(shí)際建成后往往會(huì)出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。本文提出了聯(lián)合通行能力正是為了解決這個(gè)問題。聯(lián)合通行能力的提出，很好地把車站各設(shè)備聯(lián)系到一起，使車站從一個(gè)整體的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣很好地解決了由于設(shè)備之間的相互影響所帶來的乘客流擁堵和瓶頸問題。這對(duì)以后車站設(shè)備設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]南海超，胡路，王文謹(jǐn).地鐵車站客流服務(wù)水平與通道寬度關(guān)系的探索[J].鐵道勘察，2009（2）：109-113.

[2]Jodie Y.S.Lee，P.K.Goh，William H.K.Lam.New Level-of-Service Standard for Signalized Crosswalks With Bi-Directional Pedestrian now[J]. Journal of Transportation Engineering， 2005， 12.

[3]馬杰.城市軌道交通車站通行設(shè)施通過能力研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.

[4]王洪臣.城市軌道交通車站行人交通微觀特性研究[D].南京：東南大學(xué)，2013.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]