城市軌道交通換乘站便捷性分析

摘 要：隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，換乘站作為多線路交會的關(guān)鍵節(jié)點，其便捷性直接影響乘客出行效率和城市交通系統(tǒng)的整體效能?；诖耍疚膹穆每蛽Q乘效率、設(shè)施配置等多維度以減少站內(nèi)旅客換乘時間為目標(biāo)，以西安地鐵北大街為例，采用Anylogic軟件仿真分析客流組織方案優(yōu)化前后的對比。結(jié)果表明，優(yōu)化后的客流組織方案效果較好，使得不同方向乘客換乘時間得到了有效的縮減，換乘時間整體減少了17.45%。有效提升車站乘客的換乘效率，提升地鐵對客流的吸引力。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 換乘站 客流流線優(yōu)化

為滿足日益增長的旅客出行的交通需求，城市規(guī)劃和建設(shè)的城市軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，軌道交通線路網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展進一步促進區(qū)域協(xié)同發(fā)展，推動都市圈和城市群的一體化進程[1]。通過加強城市軌道交通線路的銜接和融合，構(gòu)建更加便捷、高效的交通網(wǎng)絡(luò)。因此，換乘樞紐的地位越來越突出，亦成為影響軌道交通效率和服務(wù)水平的重要因素，提高城市軌道交通換乘的便捷性與舒適性，對提升乘客的出行體驗，增強城市軌道交通的吸引力和競爭力有著至關(guān)重要的意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者對于提高換乘系統(tǒng)的便捷性進行了許多研究。其中，李爽[2]基于排隊論算法，考慮地鐵車站不同設(shè)施之間的相互影響，建立地鐵設(shè)備間的配置模型，從乘客出行成本與車站運營效益角度出發(fā)，建立協(xié)調(diào)性模型目標(biāo)函數(shù)，通過遺傳算法得到設(shè)施協(xié)調(diào)性的最優(yōu)配置，并采用Anylogic仿真進行驗證。最終，對于新宮站導(dǎo)流設(shè)施的最優(yōu)布置為1.5m款直線型單通道，調(diào)整樓扶梯位置，減少行人分流點，優(yōu)化乘客流線。陽丹[3]以武漢市地鐵一號線為載體，選取了大智路站和循禮門站進行實證分析。對兩站現(xiàn)狀進行系統(tǒng)分析并開展實地調(diào)研，全面地收集評價指標(biāo)數(shù)據(jù)， 應(yīng)用論文提出的評價體系與模型對大智路站和循禮門站進行了評價，并提出了改善措施。黃卓等[4] 以成都地鐵火車南站為例，以減少站內(nèi)客流流線交叉為目的，通過合理設(shè)計站臺乘客乘降方案對客流流線進行疏解，并使用 Anylogic 軟件仿真分析客流組織優(yōu)化方案效果。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化后的客流組織方案表現(xiàn)良好，各線站臺乘客密度均低0.9人/m2，乘客車站換乘走行時間減少 16.5%，有效提升車站乘客整體換乘效率。

經(jīng)過上述分析，本文以減少旅客擁堵降低旅客換乘時間為目的，采用Anylogic進行車站模型的建模分析。以西安地鐵北大街為例，在該站早晚客流的基礎(chǔ)上綜合分析旅客換乘流線的流暢性。為城市軌道交通提升交通吸引力提供一些建議。

1 案例概況

北大街站作為西安地鐵1號線與地鐵2號線的換乘站，其位于中國陜西省西安市，地處蓮湖區(qū)北大街與蓮湖路交匯處，車站西側(cè)為蓮湖公園，北側(cè)為安遠門，南側(cè)為陜西省人民政府，東側(cè)為革命公園[5]。北大街站處于縱橫發(fā)達的交通地位，是一個極為重要的交通樞紐。北大街站是三層式地下車站，地下三層為2號線站臺，地下二層為1號線站臺，地下一層為站廳層；乘客可以在站廳內(nèi)通過樓梯、手扶電梯及升降電梯進行1、2號線換乘，其結(jié)構(gòu)是“十”字型換乘設(shè)計。

1.1 北大街站仿真分析

西安軌道交通集團發(fā)布了2024年度4月網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報告，通過對官方數(shù)據(jù)的進一步分析，得出北大街站在不同時間點中所接納的換乘乘客數(shù)量，得到了早高峰平均換乘的人數(shù)可以達到25256人（包括：二號線換乘紡織城方向，二號線換乘后衛(wèi)寨方向，紡織城方向換乘二號線，后衛(wèi)寨方向換乘二號線）相比之下晚高峰的人數(shù)則相對較少，平均換乘人數(shù)為22249；本文通過數(shù)據(jù)模擬的形式，就2024年4月期間周五早高峰為核心，起始時間節(jié)點為一個小時，通過Anylogic軟件展開仿真模擬，并進行換乘客流特點研究[6]。

在早高峰期間嚴格執(zhí)行單向換乘，即2號線換乘1號線，需要先選準(zhǔn)方向到1號線站臺換乘即可，1號線換乘2號線則必須返回站廳層然后下兩層完成換乘[7]，1號線站臺和站廳層均作為換乘層。仿真結(jié)果如圖4、圖6所示。分析發(fā)現(xiàn)，大部分乘客在站廳內(nèi)部的流線處出現(xiàn)了多個交匯點，扶梯入口的乘客異常擁擠，電梯內(nèi)的乘客數(shù)量持續(xù)增加，導(dǎo)致電梯進入了超負荷的運行模式。1號線站臺不僅是站臺，同時兼顧有車站通道。從通道上面來講，二站臺樓梯口上方空間十分狹窄，只能一次性容納少部分乘客通過。其余乘客想要快速進入到車站內(nèi)部，則需要經(jīng)過換乘通道，所以導(dǎo)致了乘客無法在狹窄的空間內(nèi)部提高行走的速度。在二號線站臺部分也存在著易于匯聚的地方，那就是樓扶梯對面供乘客等待的區(qū)域。要在短時間內(nèi)進出的游客需要通過那兩處扶梯，這可能導(dǎo)致交通擁堵。

影響北大街站換乘組織的主要影響因素有以下三點；

①客流流線存在嚴重的重疊問題；

②能力節(jié)點所承受的客流量十分龐大；

③站內(nèi)面積的利用率缺乏平衡性；

通過分析以上三點問題為影響北大街換乘組織主要因素。

1.2 換乘組織優(yōu)化方案

（1）方案一：增設(shè)鐵馬欄桿，改變客流流線[8]。針對站廳內(nèi)部乘客流動動線存在嚴重的交叉重疊現(xiàn)象，在進站口增設(shè)完善的安檢設(shè)備，站廳內(nèi)進站閘機旁安裝了鐵馬，長度為三米，以增強車站對人流的導(dǎo)向能力，延長了乘客的行走路線，并新增了導(dǎo)向崗位，同時對需要換乘的乘客進行了標(biāo)準(zhǔn)化管理。以此來優(yōu)化站廳層客流流線，減少乘客滯留。如圖1所示。

通過扶梯樓梯入口設(shè)置鐵馬，長度2米，延長下車乘客走行距離，減緩扶梯樓梯入口的擁堵情況。在站臺離列車1米的候車區(qū)域設(shè)置鐵馬欄桿，平行于列車候車區(qū)域，減緩大量下車人堆積到扶梯樓梯入口，可以改變客流的方向，減少交通交叉點，并將客流引導(dǎo)至設(shè)備使用效率不高的區(qū)域。如圖2所示。

（2）方案二：添加指示標(biāo)志；對二號線站臺處乘客加強疏導(dǎo)工作，以減少電梯口處滯留乘客數(shù)量[9]。

①增設(shè)“禁止等候”指示牌：在站臺處、樓梯口處及樓梯口對側(cè)設(shè)置“禁止等候”的引導(dǎo)標(biāo)識，確保出站、進站、等候的乘客能夠分流，避免擁擠事件的發(fā)生，在站點的出口也可以設(shè)置引導(dǎo)出口的方式如增添方向指示牌，使得乘客能夠快速準(zhǔn)確進出站。

②加強客流疏導(dǎo)：在站臺擁擠情況嚴重的電梯口和樓梯口安排工作人員負責(zé)引導(dǎo)。在早晚高峰，可以增派更多的站點員工，指導(dǎo)乘客按順序進站和出站，以減少人流，確保站點的流暢和安全性。組織負責(zé)該區(qū)域的工作人員指導(dǎo)乘客換乘，提高旅客換乘速度。以二號線站臺為例，圖3為新設(shè)客流引導(dǎo)點。

1.3 優(yōu)化方案對比

對以上兩種方案進行模擬驗證其可行性。

1.3.1 換乘時間分析

對模型優(yōu)化后的北大街站的各個方向的換乘時間進行統(tǒng)計，并與原始模型做了對比，分析結(jié)果如表1所示。

結(jié)果顯示，優(yōu)化前北大街站平均換乘時間為212，優(yōu)化后平均換乘時間175，優(yōu)化車站客流的流線不僅使得不同方向的換乘時間得到了有效的縮減，換乘所節(jié)省的時間達到了37s，整體減少了17.45%。該方案不僅節(jié)省了乘客在換乘過程中花費的時間，也使得換乘的效率得到了大幅度的提升。

1.3.2 客流密度分析

增加鐵馬分流以及引導(dǎo)客流的相關(guān)設(shè)置后，優(yōu)分別分析了站臺以及換乘設(shè)施的客流熱力密度變化如圖5、圖7所示。

從上圖中可以發(fā)現(xiàn)，采取優(yōu)化措施后進站口、前往一號線的通道，乘客的聚集都相對較少，這使得乘客在站廳層的行為更為有序，從而在一定程度上確保了乘客的身體安全。

對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引導(dǎo)措施不斷增強的條件下，候車側(cè)的人員數(shù)量明顯減少，而鐵馬則實現(xiàn)了人流的分流，避免了樓梯對側(cè)出現(xiàn)的嚴重滯留問題，站臺前等候人員和出入站人員不再互相擁擠，當(dāng)流線改變后，之前存在的多個流線交叉和沖突點不再發(fā)生擁堵，這提高了乘客的行走效率。

2 結(jié)論

本文通過Anylogic軟件對北大街站開展了仿真模擬分析，識別出在早晚高峰大客流的情況下客流組織方案中存在的多處客流流線交叉點，易造成客流長時間滯留。通過合理設(shè)計站臺設(shè)備與工作人員的分配方式實現(xiàn)客流流線調(diào)整。最后各方向旅客換乘時間整體減少17.45%，可為相同類型的城市軌道交通換乘站客流組織優(yōu)化方案提供相關(guān)參考。

參考文獻：

[1]左楚陽.城市軌道交通換乘站大客流組織仿真與優(yōu)化[D].深圳：深圳大學(xué)，2020.

[2]李爽.基于排隊模型的城市軌道交通車站走行設(shè)施的協(xié)調(diào)性研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2023.

[3]陽丹.基于時間價值的軌道交通換乘系統(tǒng)評價研究[D].武漢：武漢工程大學(xué)，2023.

[4]黃卓，朱志國，陳賢明，等.城市軌道交通復(fù)雜換乘站仿真優(yōu)化研究[J].綜合運輸，2024，46（09）：73-78+94.

[5]王蕊.西安地鐵北大街站緊急疏散下的客流仿真與優(yōu)化措施[D].西安：長安大學(xué)，2018.

[6]趙紫燕.西安地鐵換乘站空間導(dǎo)視系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2022.

[7]權(quán)楊迪，馮小杰，劉夏暉等.北大街地鐵換乘站客流組織優(yōu)化調(diào)查研究[J].智能城市，2019，5（17）：12-15.

[8]賴藝歡.基于仿真技術(shù)的城市軌道交通突發(fā)大客流應(yīng)急組織方案研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2017.

[9]王甜風(fēng).城市軌道交通換乘站客流集散仿真及優(yōu)化研究[D].南昌：華東交通大學(xué)，2022.