城市軌道交通換乘站綜合評(píng)價(jià)體系研究

周志峰 康擁政 周建華

(石家莊鐵道大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院 石家莊 050043)

近年來(lái)，隨著大規(guī)模修建城市軌道交通，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入城市軌道交通快速發(fā)展期[1]。但是大多數(shù)城市軌道交通的可達(dá)性較低，多數(shù)情況下乘客需借助其他交通方式才能到達(dá)目的地。因此，全面合理地評(píng)價(jià)換乘站，得出評(píng)價(jià)結(jié)果，在條件允許的情況下對(duì)優(yōu)化換乘站有重要意義。

1 建立評(píng)價(jià)體系

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

本文對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取主要采用查閱文獻(xiàn)與調(diào)查問(wèn)卷2種形式，本著客觀性與科學(xué)性的原則選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，兼顧專家學(xué)者與乘客的意見(jiàn)。

1.2 建立評(píng)價(jià)體系框架

參考以往國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究成果及實(shí)地利用調(diào)查問(wèn)卷形式調(diào)查乘客的需求，得出安全性、高效性、銜接性和舒適性4個(gè)方面，共12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。見(jiàn)表1。

表1 城市軌道交通換乘站綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)表

主要指標(biāo)含義及其量化方法如下。

1) 應(yīng)急措施(C12)。主要指站內(nèi)在發(fā)生爆炸、火災(zāi)、地震等突發(fā)危險(xiǎn)狀況時(shí)，車(chē)站內(nèi)的搶救措施，例如消防栓，滅火器等設(shè)備，以及站內(nèi)的疏散人員的標(biāo)志，如安全逃生通道標(biāo)志[2]。確保乘客在發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)，能及時(shí)逃離到安全區(qū)域，保障自身的人身安全。

2) 組織有序性(C13)。主要指在乘車(chē)高峰期，車(chē)站內(nèi)聚集的客流較大時(shí)，工作人員對(duì)于乘客的有序排隊(duì)、候車(chē)、乘車(chē)的管理，防止在乘車(chē)高峰期發(fā)生擁擠踩踏等意外，確保乘客能安全快捷地完成換乘。這一指標(biāo)可用沖突點(diǎn)的個(gè)數(shù)與換乘站站臺(tái)有效面積的比值表示[3]，即

式中：N為站臺(tái)內(nèi)沖突點(diǎn)個(gè)數(shù)；S為站臺(tái)有效面積，m2。

3) 換乘平均走行時(shí)間(C21)。該指標(biāo)是指乘客從列車(chē)下車(chē)換乘到另一方向乘車(chē)所需要走行花費(fèi)時(shí)間。主要用以判定乘客在車(chē)站內(nèi)走行時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，是否影響乘客的乘車(chē)時(shí)間。具體定量計(jì)算時(shí)為各換乘方向的客流比例與該方向的換乘走行時(shí)間的乘積的總和，即

式中：T1為各個(gè)換乘方向平均走行時(shí)間,s；ki為各個(gè)換乘方向的客流比例；t1i為各個(gè)換乘方向的走行時(shí)間,s。

這部分指標(biāo)可以通過(guò)實(shí)地調(diào)研獲得數(shù)據(jù)。根據(jù)相關(guān)資料顯示，乘客所能接受的最佳換乘走行時(shí)間為3～5 min，因此，可得表2[4]。

表2 換乘時(shí)間評(píng)價(jià)表

4) 換乘信息提示(C23)。換乘信息提示指的是在車(chē)站內(nèi)指引乘客快速正確到達(dá)站臺(tái)的各種換乘標(biāo)識(shí)、地面箭頭等指示設(shè)施[5]。該指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)車(chē)站是否能有效地指引乘客快速找到自己換乘方向的站臺(tái)，從而節(jié)省乘車(chē)時(shí)間，避免不必要的時(shí)間浪費(fèi)?？赏ㄟ^(guò)實(shí)地調(diào)研得出優(yōu)(85分以上)、良(70～85分)、中(60～70分)、差(60分以下)等級(jí)。

5) 與自行車(chē)的銜接(C32)。與公交車(chē)相比，自行車(chē)具有機(jī)動(dòng)靈活、可以解決“最后一公里”等優(yōu)點(diǎn)，尤其近年來(lái)逐漸興起的共享單車(chē)，使得民眾對(duì)于騎單車(chē)的熱情再次高漲，因此，單車(chē)+軌道的接駁方式逐漸成為一種重要的銜接方式[6]。這一指標(biāo)與公交車(chē)的接駁判定指標(biāo)類似，采用到最近的自行車(chē)停車(chē)點(diǎn)的距離作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后得出優(yōu)(85分以上)、良(70～85分)、中(60～70分)、差(60分以下)4個(gè)等級(jí)。

6) 換乘距離(C41)。換乘距離是指乘客從列車(chē)下車(chē)換乘另一條線路所需要的距離[7]，這一指標(biāo)主要是針對(duì)于我國(guó)現(xiàn)有地鐵站換乘通道過(guò)長(zhǎng)而設(shè)置的，換乘距離越長(zhǎng)乘客換乘的舒適性越低。其計(jì)算方法為

式中：S為換乘距離，m；ki為各個(gè)方向的換乘乘客的比率；si為相應(yīng)方向的換乘距離，m。根據(jù)乘客走行速度1.2 m/s，最佳換乘走行時(shí)間3～5 min，可得表3。

表3 換乘距離評(píng)價(jià)表

7) 站臺(tái)擁擠度(C42)。站臺(tái)擁擠度是反映換乘站舒適性的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，可用人均占有面積來(lái)表示，換乘站擁擠程度越小舒適度越高。其計(jì)算方法[8]為

式中：C為人均站臺(tái)占有面積，人/m2；Q為高峰客流量,人；S為站臺(tái)面積，m2。

2 計(jì)算權(quán)重

層次分析法確定權(quán)重時(shí)，具體步驟如下。

1) 構(gòu)造層次分析結(jié)構(gòu)。整體評(píng)價(jià)分為3層，分別為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

2) 構(gòu)造判斷矩陣。在構(gòu)造判斷矩陣時(shí)，設(shè)有n個(gè)指標(biāo)，其權(quán)值分別為w1，w2，w3，…，wn，對(duì)其進(jìn)行兩兩比較，則會(huì)形成n×n階矩陣，即為判斷矩陣

一般情況下矩陣中元素aij即分值不必分得太細(xì)，傳統(tǒng)方法一般取值1，3，5，7，9。各分值說(shuō)明見(jiàn)表4[9]。

表4 判斷矩陣數(shù)值說(shuō)明表

其余2，4，6，8為各個(gè)數(shù)值的中間取值。

3) 一致性檢驗(yàn)。如果將上述矩陣A右乘向量W=(w1,w2，…，wn)T，即

AW=nW

則n為此矩陣的一個(gè)特征值，W為n對(duì)應(yīng)的特征向量，根據(jù)矩陣論相關(guān)知識(shí)可以得出上述判斷矩陣具有唯一最大非零特征根λmax，并且n=λmax，但是在實(shí)際情況中，判斷矩陣會(huì)因?yàn)榉N種原因而出現(xiàn)一致性的偏差，所以在實(shí)際問(wèn)題中要進(jìn)行一致性的檢驗(yàn)，需建立一致性標(biāo)度CI，其計(jì)算方式為

CI越小則一致性的程度越高。

在層次分析法中還將引入一致性比率CR來(lái)進(jìn)一步判斷，計(jì)算式為

一般情況下一致性比率CR<0.10則認(rèn)為矩陣具有滿意的一致性，其中RI為一致性指標(biāo)，具體取值見(jiàn)表5[10]。

表5 一致性指標(biāo)RI取值表

4) 層次單排序。層次單排序即為矩陣的計(jì)算，計(jì)算的方法有許多種，常用方法有和積法與方根法，本文采用方根法借助MATLAB軟件進(jìn)行矩陣的求解。

首先進(jìn)行準(zhǔn)則層求解，即指標(biāo)(安全性，高效性，銜接性，舒適性)T。在查閱資料與咨詢相關(guān)專家后得出判斷矩陣

經(jīng)計(jì)算可得矩陣最大特征根λmax=4.117 9，則一致性比率CR=0.043 7<0.10，即矩陣具有滿意的一致性，矩陣特征向量WA-B=(0.146，0.469，0.279，0.106)T即為準(zhǔn)則層元素(安全性，高效性，銜接性，舒適性)的權(quán)值。同理，可依次得出指標(biāo)層中判斷矩陣及權(quán)值，如下所示。

CR=0.007 9,WB1=(0.163,0.540,0.297)T。

CR=0.033 2,WB2=(0.637,0.258,0.105)T。

CR=0.033 2,WB3=(0.637,0.258,0.105)T。

CR=0.000 0,WB4=(0.571,0.286,0.143)T。

5) 層次總排序。進(jìn)行完準(zhǔn)則層單排序后，根據(jù)相關(guān)計(jì)算得出指標(biāo)層對(duì)于目標(biāo)層的最終權(quán)重值，見(jiàn)表6。

表6 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表

3 實(shí)例論證

以武漢市洪山廣場(chǎng)換乘站作為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。洪山廣場(chǎng)站為2，4號(hào)線換乘站，車(chē)站為地下3層，其中地下1層為2，4號(hào)線綜合用站廳層，地下2，3層均為站臺(tái)層，該站的換乘形式為單島4線同臺(tái)換乘，即地下2層為2號(hào)線天河機(jī)場(chǎng)站和4號(hào)線黃金口站的乘車(chē)方向；地下3層為2號(hào)線光谷廣場(chǎng)站和4號(hào)線武漢火車(chē)站的乘車(chē)方向[11]。

本文選取2017年11月某天08：00-08：30早高峰期間進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，統(tǒng)計(jì)整理得到指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7 洪山廣場(chǎng)站評(píng)價(jià)指標(biāo)得分表

如表7所示，各個(gè)指標(biāo)的得分已經(jīng)得出，將各個(gè)指標(biāo)得分加上相應(yīng)權(quán)重后，最終得出武漢洪山廣場(chǎng)換乘站綜合評(píng)價(jià)得分為82.57，整體評(píng)價(jià)為良。

作為武漢市軌道交通客流量最大的2號(hào)線和4號(hào)線的交匯換乘站，洪山廣場(chǎng)站每天客流量巨大，而通過(guò)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本站因其換乘方式為單島4線同臺(tái)換乘，可以較好地完成換乘及與其他交通方式的銜接職能，與評(píng)價(jià)得分基本吻合。但是從站臺(tái)擁擠度評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，乘客在站臺(tái)候車(chē)時(shí)相對(duì)比較擁擠，建議在允許條件下適當(dāng)擴(kuò)大站臺(tái)面積，減小站臺(tái)擁擠度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文所建立的城市軌道交通換乘站綜合評(píng)價(jià)體系，在經(jīng)過(guò)武漢市軌道交通洪山廣場(chǎng)站實(shí)際論證后，得出與客觀事實(shí)相符合的評(píng)價(jià)結(jié)果，通過(guò)該體系可以有效評(píng)價(jià)換乘站，找出換乘站所存在的不足，在條件允許情況下改進(jìn)，同時(shí)也可為未來(lái)城市軌道交通換乘站建設(shè)提供合理可行的參考。