杭州地鐵換乘站人員疏散潛在障礙實測研究

郁奇濤，劉冬梅，葛澤強

（浙江理工大學建筑工程學院，杭州 310018）

1 研究背景

地鐵以快速、準時、運量大、綠色、節(jié)能等優(yōu)點，在杭州城市交通中擔當著重要角色。杭州首條地鐵1 號線于2012 年11 月24 日正式開通，隨后2 號線、4 號線相繼開通并實現(xiàn)成網(wǎng)運營，共設(shè)車站79 座、換乘站5 座，線網(wǎng)日均客流量已超過150 萬人次。特別是，杭州在2022 年亞運會前，將形成“10 條軌道普線+1條軌道快線+2 條市域線”共13 條線路、總長度達516 km的城市軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)10城區(qū)全覆蓋。軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營，使得換乘站的客流量巨大，客流組織工作變得愈加復(fù)雜，相應(yīng)潛伏著一些安全隱患。

杭州地鐵鳳起路站、火車東站等換乘站作為地鐵乘客的換乘樞紐，早晚高峰期和節(jié)假日的客流量巨大，換乘站的通過能力與實際客流量不相匹配，導(dǎo)致?lián)矶卢F(xiàn)象時常發(fā)生，存在安全隱患。隨著近年杭州在國內(nèi)外知名度和影響力的不斷提升，市區(qū)地鐵客流量在持續(xù)激增，給地鐵鳳起路站等換乘站又添加了客流通行壓力。

目前，國內(nèi)外對地鐵車站的安全研究多針對某一現(xiàn)象或問題進行分析。例如，郭雩等對地鐵站不同人群的行為特征進行研究分析，包括不同年齡、不同性別、不同學歷的乘客在接受安全知識、疏散行為等方面的差異[1]。Smith 對密集人群的密度、速度和流動之間的關(guān)系進行了研究，得出在關(guān)鍵事件點的繁忙車站會造成人群以非常高的密度聚集的結(jié)論，認為在非常規(guī)的情況下，需要綜合考慮擁堵人群的速度、移動和密度特征來進行進出設(shè)施的安排[2]。Dongkon Lee 等進行了人員疏散行為模擬試驗研究，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實世界中，不考慮乘客的運動、心理狀態(tài)的疏散分析是毫無意義的[3]。彭磊等針對火災(zāi)預(yù)警機制及疏散方式進行了研究分析，總結(jié)了地鐵火災(zāi)的特點，對地鐵火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)進行闡述，提出了一系列關(guān)于火災(zāi)預(yù)警防護的安全措施[4]。賀德強等以地鐵全自動駕駛中車輛火災(zāi)場景為研究對象，將系統(tǒng)動力學理論方法用于構(gòu)建調(diào)度安全影響因子模型來進行研究[5]。暴一星對地鐵換乘的導(dǎo)向標識進行研究分析，指出了導(dǎo)向標識在數(shù)量、位置等方面的不足，并提出優(yōu)化意見[6]。王春雪等基于不同時段的人群特征，進行地鐵疏散仿真研究[7]。何理等對地鐵乘客特性與疏散行為特性的相關(guān)性進行研究[8]。鐘茂華等通過建立關(guān)于乘客安全行為的結(jié)構(gòu)方程模型，研究影響地鐵乘客安全行為的主要因素[9]?，F(xiàn)有研究顯示，對于切合某一特定車站場景的潛在風險隱患分析具有必要性?；谝延械难芯楷F(xiàn)狀，下面采用現(xiàn)場實測的方法，對杭州地鐵1 號線和2 號線交會的鳳起路地鐵換乘站、1 號線和4 號線交會的地鐵火車東站進行研究，搜索挖掘潛在的安全障礙和隱患，獲得切合實際的優(yōu)化措施，為地鐵安全提供數(shù)據(jù)參考。

2 國內(nèi)外地鐵換乘站典型事故分析

2.1 國外地鐵換乘站典型事故

以倫敦“國王十字”地鐵站火災(zāi)事故為例進行分析?！皣跏帧钡罔F站是3 條火車線和5 條地鐵線的交會處，每天客流多達25 萬人次。1987 年11 月18日，該地鐵站因一未熄滅的煙頭而引發(fā)了32 人死亡、100 多人受傷的火災(zāi)災(zāi)難，事故過程如表1 所示[10]。

表1 “國王十字”地鐵換乘站事故過程Tab. 1 Accident schedule of “King’s Cross”transfer station in London

分析造成該地鐵換乘站火災(zāi)事故的原因：

1) 換乘站工作人員的火災(zāi)意識不足，從收到異味警告到發(fā)現(xiàn)著火將近1 h 的時間，致使火勢不斷蔓延，這是導(dǎo)致火災(zāi)難以撲滅的重要原因之一；

2) 因時代的原因，該地鐵站設(shè)備多為木制材料，存在許多易燃物，使得火災(zāi)能夠大面積擴散；

3) 工作人員和警察疏散不及時，缺乏應(yīng)對技能，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生后仍有大量乘客滯留在站內(nèi)；

4) 因地鐵站出入口少，缺少消防通道，消防人員的進入與乘客疏散的客流沖突，導(dǎo)致消防工作難以展開；

5) 地鐵公司在災(zāi)難發(fā)生前沒有相應(yīng)災(zāi)害應(yīng)對措施預(yù)案，需要臨時決策，導(dǎo)致救援效率不高；

6) 站內(nèi)工作人員管理不當，在疏散時沒有打開疏散通道的折疊門，導(dǎo)致大量乘客無法及時疏散；組織能力較弱，導(dǎo)致現(xiàn)場過于混亂，發(fā)生踩踏等沖突現(xiàn)象。

2.2 國內(nèi)地鐵換乘站典型事故

以北京地鐵知春路站電梯冒煙事故為例進行分析。北京地鐵知春路站是地鐵10 號線和13 號線的換乘站，2011 年2 月的某一天，該站內(nèi)換乘通道2 號自動扶梯冒煙，導(dǎo)致?lián)Q乘通道封閉，電梯部分設(shè)備毀壞，所幸無人員傷亡。這次事故屬于險性事故，過程如表2 所示。

表2 北京地鐵知春路換乘站的事故過程Tab. 2 Accident schedule of Zhichun Road transfer station of Beijing Metro

1) 造成該站事故發(fā)生的原因：直接原因是梯級間隙照明燈具及線路短路，導(dǎo)致扶梯處空氣開關(guān)跳閘，同時引燃扶梯桁架、油污和毛絮等；間接原因是專業(yè)人員搶修太晚，機電公司的電梯維護人員對設(shè)備沒有按時維修，存在弄虛作假現(xiàn)象，導(dǎo)致電梯欠修。

2) 沒有發(fā)生人員傷亡的原因：FAS 火災(zāi)報警器及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，且站內(nèi)工作人員反應(yīng)迅速，采取一定的滅火措施；該地鐵換乘站有相應(yīng)的應(yīng)對火災(zāi)的預(yù)案，且站內(nèi)工作人員及時封閉換乘通道，疏散人群。

2.3 通過事故對比得出的結(jié)論

1) 在關(guān)鍵節(jié)點的地鐵換乘站，必須配有相關(guān)的災(zāi)難報警器，并且有災(zāi)難應(yīng)對預(yù)案，工作人員必須經(jīng)過疏散培訓(xùn)，使地鐵換乘站具有足夠的應(yīng)對災(zāi)難的能力。

2) 發(fā)生災(zāi)難時，應(yīng)當及時進行乘客疏散，向有關(guān)單位部門求助，并保持疏散有序進行。

3) 地鐵換乘站的設(shè)備材料應(yīng)符合防火等規(guī)范的規(guī)定，按時檢修有關(guān)設(shè)施。

4) 地鐵換乘站客流量大，一旦災(zāi)難發(fā)生沒有得到有效的治理防護，將會產(chǎn)生大量人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此，對每個地鐵換乘站進行現(xiàn)場觀測，查找發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，是具有現(xiàn)實意義的。

3 杭州地鐵換乘站人員疏散行為實測

基于換乘站的功能、結(jié)構(gòu)布置形式、人的行為特征，結(jié)合前人的研究成果[11]，提出了適合本次研究的地鐵乘客疏散行為實測方法。對杭州鳳起路地鐵換乘站、地鐵火車東站進行了現(xiàn)場客流量觀測和視頻采集，實測數(shù)據(jù)為研究結(jié)果更客觀、更貼近實際提供了支撐。

3.1 地鐵換乘站人員疏散行為實測方案

1) 鳳起路地鐵換乘站人員疏散行為實測方案。本次實測試驗共設(shè)置3 個固定實測點，分別位于站臺停靠列車車門附近、站廳層閘機出口處以及換乘通道中間，如圖1 所示，采用視頻錄像方式采集數(shù)據(jù)。

圖1 固定實測點Fig. 1 Fixed measuring point

固定實測點1 在1 號線站臺?？苛熊囓囬T附近，主要記錄乘客從列車門出來后在扶梯處停滯的時間，以及在站臺疏散扶梯的行為特征；固定實測點2 在站廳層閘機出口，主要記錄乘客出入閘機的速度，以及在閘機出入口的行為特征；固定實測點3 在換乘通道中間，主要記錄人員的通行速度以及不同人群的行為特征。

2) 火車東站地鐵換乘站人員疏散行為實測方案。本次實測試驗是現(xiàn)場尋找已經(jīng)存在和可能存在的擁堵點，對其進行現(xiàn)場拍攝記錄和相關(guān)尺寸的測量記錄，結(jié)合定性分析和定量分析，找出地鐵火車東站可能存在的安全隱患。

3.2 鳳起路地鐵換乘站人員疏散行為實測

按照上述實測方案，在杭州地鐵1 號線鳳起路換乘站固定實測點1、2、3 進行了多次乘客疏散行為的實測。通過記錄與統(tǒng)計，選取其中具有代表性的實測數(shù)據(jù)進行分析，測點1 選擇客流高峰期記錄的數(shù)據(jù)，測點2選擇客流出入速度較慢的數(shù)據(jù)，具體如表3、4 所示。

表3 實測點1、2 實測視頻記錄統(tǒng)計Tab. 3 Statistics from the recorded videos at measuring points 1 and 2

3.3 鳳起路站人員疏散行為實測結(jié)果分析

表3 的實測結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，在測點1 處，也就是鳳起路地鐵換乘站乘客從列車車門走上扶梯，需要停滯的時間是56 s 左右，其中17.9%的乘客在低頭看手機，只有16.4%的乘客愿意走扶梯，其余的乘客都在等候電動扶梯；在測點2 處，也就是乘客進出閘機時，15.6%的乘客在看手機，2.22%的乘客停下來看導(dǎo)向，6 至8 名乘客逗留。表3 中的速度數(shù)據(jù)，代表的是實測中速度較慢的乘客，他們大多數(shù)是因為打開支付寶掃碼耽誤太多時間。

表4 實測點3 實測視頻記錄統(tǒng)計Tab. 4 Statistics from the recorded videos at measuring point 3

表4 的實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，在通常運營狀態(tài)下，鳳起路地鐵換乘站平均20.9%的乘客在換乘通道中低頭看手機，與表3 中存在的現(xiàn)象類似。

通過以上實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，鳳起路地鐵換乘站在正常運營狀態(tài)下存在以下安全隱患：一是17.9%～20.9%的乘客低頭看手機，不僅降低了客流速度，造成擁堵，還有可能因為專注手機而與其他乘客發(fā)生碰撞；二是只有16.4%的乘客走扶梯，更多的人愿意等電動扶梯，導(dǎo)致在1 號線通往站廳的扶梯處大量乘客擁擠；三是閘機出入口有乘客逗留現(xiàn)象，乘客因不熟悉支付寶掃碼而耽誤太長時間，導(dǎo)致閘機口處出現(xiàn)擁堵情況。

因此，地鐵管理部門可以在關(guān)鍵節(jié)點、關(guān)鍵時期多設(shè)置一些引導(dǎo)。例如：在站臺通往站廳的扶梯口處，引導(dǎo)沒有攜帶行李的乘客走扶梯，把電動扶梯讓給有大行李的乘客，提高扶梯利用率，緩解擁堵，并增大宣傳力度，使乘客自覺養(yǎng)成走扶梯的習慣；在閘機口處，設(shè)置引導(dǎo)使用支付寶掃碼和疏散逗留人群的工作人員，以保證閘機出入口暢通。

3.4 地鐵火車東站人員疏散行為實測結(jié)果分析

按照上述實測方案，在火車東站地鐵換乘站進行現(xiàn)場實測和相關(guān)數(shù)據(jù)記錄，發(fā)現(xiàn)以下潛在障礙：

1) 1 號線前往湘湖的站臺，通往站廳的扶梯口與建筑結(jié)構(gòu)柱之間的距離過近，在客流線1 和客流線2交會時容易發(fā)生擁堵，尤其在客流高峰時期，會導(dǎo)致可能的安全隱患，現(xiàn)場情況和尺寸示意如圖2 所示。

2) 換乘站的附屬設(shè)施，如垃圾箱、飲品販賣機、休息座椅等位置的放置需合理化，在空間上一定程度阻礙了客流交會，尤其是在客流高峰期，會加劇站臺客流堵塞，現(xiàn)場場景及附屬設(shè)施障礙分析如圖3 所示。

圖2 柱梯間距及分析Fig. 2 Distance between columns and ladders and analysis diagram

圖3 附屬設(shè)施障礙Fig. 3 Ancillary facilities obstacles

4 地鐵換乘站人員疏散潛在障礙

4.1 客流高峰期關(guān)鍵節(jié)點引導(dǎo)障礙

地鐵換乘站在客流高峰時期，某些關(guān)鍵節(jié)點(如站臺通往站廳的扶梯、出入閘口處等)，有大量乘客擁堵、停滯的現(xiàn)象，缺少相應(yīng)的引導(dǎo)來疏解換乘客流。

4.2 潛在的車站建筑結(jié)構(gòu)障礙

1) 地鐵換乘站扶梯口與結(jié)構(gòu)柱距離過近，此處在客流交會時容易引起擁堵和混亂，不利于大客流疏散。

2) 地鐵換乘站站廳結(jié)構(gòu)空間布置過于復(fù)雜，如圖4 所示的地鐵火車東站站廳。這些復(fù)雜的布置，既會阻礙乘客視線，影響客流速度，還容易引發(fā)乘客焦慮的心態(tài)，尤其在客流高峰期，可能誘發(fā)不良狀況，阻礙客流通暢，不利于客流疏散。

4.3 潛在的附屬設(shè)施及裝備障礙

1) 地鐵換乘站的附屬設(shè)施(如垃圾箱、飲品販賣機、休息座椅等)的位置布置欠合理，在空間上產(chǎn)生一定程度的阻礙，影響客流通暢，尤其在高峰期，容易加劇站臺的堵塞，出現(xiàn)推攘、踩踏等安全隱患，如圖3 所示的站臺處座椅布置。

2) 地鐵換乘站的裝備(如防爆箱、支付寶自動售票機、線路指示牌等)位置擺放欠合理，可能阻礙客流，容易引起擁堵，不利于客流疏散。一些指示牌在高峰期容易被人群推倒，可能引發(fā)安全隱患，如圖5 所示的地鐵鳳起路換乘通道處的指示牌。

4.4 潛在的地鐵導(dǎo)向標識障礙

地鐵換乘站站廳導(dǎo)向標識不能清楚地指示各功能區(qū)及流線節(jié)點方向，或者布置混亂，很容易引起乘客滯留，人員疏散時有潛在的安全隱患，圖6 為一乘客正在地鐵鳳起路站廳內(nèi)尋找指示導(dǎo)向。

5 地鐵換乘站人員疏散優(yōu)化建議

5.1 高峰期關(guān)鍵節(jié)點引導(dǎo)的改善

換乘高峰期，可在站臺通往站廳的扶梯處設(shè)置足夠的引導(dǎo)工作人員，引導(dǎo)沒有大行李的乘客走扶梯，把電動扶梯讓給有大行李的乘客，提高扶梯利用率，有效緩解扶梯擁堵問題；同時也可以加大宣傳力度，引導(dǎo)乘客自覺走扶梯。可在出入閘口處設(shè)置足夠的引導(dǎo)工作人員，一方面引導(dǎo)對手機掃碼不熟悉的乘客，提高其通過閘口的速度；另一方面引導(dǎo)在閘口附近逗留的乘客盡快出站，保證該處運營通暢[12]。

5.2 車站建筑結(jié)構(gòu)布置的改善

圖4 布置復(fù)雜的地鐵站結(jié)構(gòu)空間Fig. 4 Subway station space with complex layout

圖5 指示牌布置障礙Fig. 5 Signage barrier

圖6 導(dǎo)向標識障礙Fig. 6 Obstacle of guide mark

地鐵換乘站建筑結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)當綜合考慮當?shù)乜土髁浚_保通行能力與實際客流相匹配，不應(yīng)照搬規(guī)范或其他站臺的結(jié)構(gòu)布置。

5.3 附屬設(shè)施及裝備布置的改善

盡量減少站臺里面的販賣機，這樣不僅能使站臺更加空曠，易于人員疏散，而且還能減少乘客的滯留概率，在高峰期能夠緩解擁堵。垃圾箱、休息座椅等附屬設(shè)施應(yīng)貼墻放置，不要置于客流交會之處，以便使客流交會更加順暢。

5.4 地鐵導(dǎo)向標識布置的改善

導(dǎo)向標識的布置應(yīng)與站內(nèi)人員的行徑(行為特征)相配合，在客流交會處應(yīng)保證其清晰且數(shù)量足夠。導(dǎo)向標識在布置上應(yīng)確保其連續(xù)性，讓乘客在視野中容易找到下一個對應(yīng)的導(dǎo)向標識。特別是在站內(nèi)交叉口和人流聚集、容易產(chǎn)生擁堵的地方，導(dǎo)向標識應(yīng)簡潔明了易懂，便于乘客快速辨識，加快客流疏解速度。功能區(qū)是一個客流量大的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置足夠多的導(dǎo)向標識，并且適當減少高亮度、過于顯眼的商業(yè)廣告，突出導(dǎo)向標識和逃生標志，確保在發(fā)生災(zāi)害時乘客能夠及時找到疏散路線[6]。

6 結(jié)語

快速發(fā)展的杭州地鐵有其獨特的風格，也存在一些安全隱患。面對即將到來的亞運會而產(chǎn)生的交通運營壓力，為了使其建設(shè)運營更加完善，筆者通過對已有的地鐵換乘站進行現(xiàn)場實測和勘察，得出如下結(jié)論：

1) 在高峰時期，某些關(guān)鍵節(jié)點存在大量乘客擁堵、停滯的現(xiàn)象，需設(shè)置相應(yīng)的引導(dǎo)；

2) 扶梯口與結(jié)構(gòu)柱距離過近，客流交會時容易引起擁堵、混亂，在高峰期或者緊急情況下不利于疏散；

3) 站廳結(jié)構(gòu)布置太復(fù)雜，廣告太多，使乘客眼花繚亂；

4) 指示牌布置不合理，在高峰期容易被人群推倒，有砸到乘客的安全隱患和潛在的疏散障礙。

針對現(xiàn)狀問題，提出優(yōu)化建議：增加引導(dǎo)工作人員，提高扶梯利用率；減少商業(yè)販賣機的布置，合理設(shè)置站臺座椅；增強導(dǎo)向標識的利用等。杭州地鐵建設(shè)與客流安全任重而道遠，需要綜合考慮各種安全隱患，并尋找適合每一個站臺、路線的解決方案?？梢灶A(yù)期，未來的杭州地鐵會全方位展現(xiàn)杭州一流城市的風貌。