成都地鐵火車北站站內(nèi)超大客流流線優(yōu)化研究

駱 晨，劉 瀾

（西南交通交大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都610031）

成都市地鐵火車北站為樞紐型車站，是城北綜合交通樞紐的重要組成部分，存在著大量火車—地鐵、公交—地鐵以及未來地鐵不同線路之間的換乘客流。站點(diǎn)周圍由于交通樞紐的存在，形成了由里向外密度遞減的環(huán)形區(qū)域，用地構(gòu)成以交通用地及其配套服務(wù)設(shè)施用地為主。隨著成都地鐵線路的開通，火車北站客流激增，導(dǎo)致本站出超客流現(xiàn)象。本研究以成都市糖酒會(huì)期間火車北站超大客流為基礎(chǔ)分析超大客流成因，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、整理進(jìn)行量化判斷，系統(tǒng)性分析北站站內(nèi)超大客流并進(jìn)行客流流線優(yōu)化。

1 超大客流分析

1.1 超大客流定義

城市軌道交通超大客流是與車站容納能力、閘機(jī)通過能力、線路運(yùn)輸能力有關(guān)的一個(gè)相對(duì)概念，取決于一段時(shí)間內(nèi)車站各空間最大容納人數(shù)、各閘機(jī)最大通過人數(shù)，到站列車的承載能力三者的匹配關(guān)系。

目前，學(xué)術(shù)界尚未有超大客流的精準(zhǔn)定義。本文借鑒大客流定義，結(jié)合大客流和超大客流的比較關(guān)系，界定超大客流為是某一種運(yùn)輸方式在一定時(shí)期、一定區(qū)域內(nèi)，旅客流量大大超出其運(yùn)輸能力所能承受的水平，但為達(dá)到交通運(yùn)輸方式癱瘓水平［1］。用定性的公式可以表示為

?1·min{C站，C閘，C列}≤Qmass≤?2·min{C站，C閘，C列}

式中：?1，?2為大客流擴(kuò)大系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研分析以及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出擴(kuò)大系數(shù)一般取值為1.3～1.7之間；C站為該時(shí)段地鐵站內(nèi)付費(fèi)區(qū)、非付費(fèi)區(qū)的最大容納人數(shù)；C閘為該時(shí)段地鐵站內(nèi)各閘機(jī)最大通過人數(shù)；C列為該時(shí)段到站列車的承載能力。

一般情況下，大客流定義為：當(dāng)車站/列車空間內(nèi)的個(gè)體平均占有空間為0.20 m2/人時(shí)，就可以認(rèn)為此時(shí)的客流達(dá)到并逐漸超過了地鐵設(shè)施能正常服務(wù)的行人數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到大客流標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)超大客流，根據(jù)大客流擴(kuò)大系數(shù)并結(jié)合人體空間尺寸，則可定義為車站/列車空間內(nèi)的個(gè)體平均占有空間小于0.16 m2/人。在超大客流期間，車站服務(wù)水平與安全度迅速降低，其主要表現(xiàn)為：非常擁擠或極度擁擠、乘客流動(dòng)速度明顯減緩、客流交叉干擾嚴(yán)重等。

1.2 成都地鐵火車北站超大客流成因

在成都地鐵的運(yùn)營過程中，超大客流產(chǎn)生的原因是多種多樣的，特別是在成都地鐵火車北站中，因其客流量大、客源復(fù)雜、客流分布不均等特點(diǎn)，導(dǎo)致其呈現(xiàn)出的整體特性不相同的超大客流。

1）節(jié)假日超大客流。針對(duì)成都地鐵火車北站，節(jié)假日期間的超大客流主要由周邊購物休閑、旅游觀光和返鄉(xiāng)探親等乘客構(gòu)成，在國家法定的元旦、春節(jié)、清明節(jié)、勞動(dòng)節(jié)、中秋節(jié)和國慶節(jié)假期內(nèi)，造成地鐵各站客流較平時(shí)有大幅上升。站內(nèi)客流特點(diǎn)是購買單程票的人數(shù)和初次乘坐地鐵的乘客居多，部分客流對(duì)地鐵不熟悉，使智能化設(shè)備利用率降低，較多的需要其他引導(dǎo)措施；特別在高峰期的時(shí)間與工作日不同且持續(xù)時(shí)間長；與春運(yùn)重疊之時(shí)，北站乘客的行李量大增，列車輸送乘客能力降低，客流移動(dòng)速度較慢。

2）大型活動(dòng)超大客流。大型活動(dòng)客流的特點(diǎn)是客流在特定時(shí)間段（如大型活動(dòng)結(jié)束后）急劇增加，其特性受到活動(dòng)時(shí)間、地點(diǎn)、規(guī)模的影響。在大型活動(dòng)期間，火車北站通常受附近活動(dòng)地點(diǎn)的影響較大，因時(shí)空分布不均，站內(nèi)客流峰值明顯且流量巨大，導(dǎo)致站內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)交通短時(shí)聚集，消散的現(xiàn)象，加上客流出行目的一致，交通來源比較分散，綜合造成車站進(jìn)出口利用率不均。

3）日常通勤高峰期超大客流?；疖嚤闭就ㄇ诳土髦饕攸c(diǎn)是出行時(shí)間比較固定、客流量大、客流方向固定。北站通勤客流主要發(fā)生在北站附近住宅、辦公區(qū)域。早晚高峰客流具有明顯的方向性，且客流分布在時(shí)間上具有雙峰型，這種客流動(dòng)態(tài)在許多城市都是很典型的。

4）惡劣天氣超大客流。針對(duì)成都惡劣天氣而產(chǎn)生的北站超大客流是指北站旅客出行遭遇酷暑、大雨、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣時(shí)，火車北站附近地面交通受到較大影響，附近市民改乘地鐵或進(jìn)入地鐵車站避雨，造成地鐵車站客流明顯增加，對(duì)車站客流組織帶來一定困難。

5）線路成網(wǎng)運(yùn)營超大客流。線路成網(wǎng)運(yùn)營超大客流是指地鐵線網(wǎng)形成后對(duì)每一條單線的客流量都有巨大的拉動(dòng)作用，地鐵線路覆蓋越多自然越會(huì)吸引線路周邊市民，這是剛性的，而線路成網(wǎng)卻帶來一種柔性吸引力，這種引力更加不容低估。一條線路通過時(shí)，帶動(dòng)沿線數(shù)百米的出行需求，但目的地也較單一?；疖嚤闭咀鳛閾Q乘樞紐大站，其地鐵，鐵路等軌道交通線路本身吸引的客流外，由于自身同臺(tái)換乘等原因，與其他軌道線形成聯(lián)動(dòng)，增加的客流往往超過一倍，隨著線路持續(xù)增加，由線成網(wǎng)，越來越多的市民選擇地鐵出行，乘客數(shù)量幾何級(jí)遞增。

2 糖酒會(huì)期間火車北站客流分析

運(yùn)營兩年時(shí)間內(nèi)，成都地鐵1號(hào)線一期工程經(jīng)歷了2010年國慶節(jié)單日客流26.9萬人次、2011年國慶節(jié)單日客流26.1萬人次。在2012年糖酒會(huì)期間地鐵一號(hào)線單日客流31.14萬人次，大大超過成都地鐵一號(hào)線的運(yùn)輸能力水平，這在對(duì)成都地鐵火車北站個(gè)體平均占有空間進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，其數(shù)值為0.117 m2/人，符合本文定義的超大客流的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 糖酒會(huì)期間火車北站進(jìn)出站客流時(shí)間分布

由圖1可知，火車北站在糖酒會(huì)第1天進(jìn)站客流和出站客流最多，后面3天客流量逐漸減少。進(jìn)站客流在糖酒會(huì)第1天峰值突出，進(jìn)站客流時(shí)間段主要集中在7：00-11：00，11：00以后進(jìn)站客流穩(wěn)定在2 000～3 000 人/h 之間；糖酒會(huì)第2 天和第3 天進(jìn)站客流較接近，且無明顯的峰值；糖酒會(huì)第3 天火車北站進(jìn)站客流有所減少。糖酒會(huì)期間，出站客流在前3 天規(guī)律較為明顯，8：00-13：00 保持在2 000～3 000 人/h 之間，13：00之后，客流呈逐步增長趨勢，18：00客流逐漸減少，但都沒有明顯的峰值。

圖1 糖酒會(huì)火車北站客流時(shí)間分布圖Fig.1 Time distribution of passenger flow during rum at north railway station

2.2 糖酒會(huì)期間火車北站每天進(jìn)出站客流時(shí)間分布

糖酒會(huì)第一天，火車北站客流呈現(xiàn)出明顯的潮汐現(xiàn)象。7點(diǎn)之后，進(jìn)站客流迅猛增加，8：00-9：00進(jìn)站客流到達(dá)峰值6 112人/h。9：00之后，進(jìn)站客流呈逐步減少的趨勢，11：00-19：00穩(wěn)定在2 000～3 000人/h。

當(dāng)天火車北站出站客流在7點(diǎn)之后呈遞增趨勢，17：00-18：00到達(dá)峰值4 991人/h，18：00之后，出站客流迅速減少。進(jìn)出站客流差在8：00-9：00為正最大值4321人/h，18：00-19：00為負(fù)最大值-2 571人/h。

糖酒會(huì)后3天，火車北站進(jìn)出站客流在同一天內(nèi)，時(shí)間分布相似，且無明顯的進(jìn)出站流量差。

3 火車北站超大客流流線優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

3.1 流線設(shè)計(jì)基本原則

火車北站站內(nèi)流線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)火車北站旅客出行的快速性、便捷性、舒適性及安全性產(chǎn)生很大的影響。因此，針對(duì)火車北站客流量大、客流率分布不均、出站量大的特點(diǎn)，提出車站流線的布置應(yīng)遵守客流交叉點(diǎn)減少、突點(diǎn)盡量消除、物理式分割的優(yōu)化原則。其具體形式如下所示：

1）站內(nèi)客流互不交叉。盡量避免北站內(nèi)各種流線相互交叉干擾，特別是北站鐵路與地鐵換乘客流，其以站內(nèi)地鐵與火車線路換乘為重點(diǎn)，這是北站車站流線設(shè)計(jì)的基本要求。

2）旅客行走距離短捷合理。針對(duì)北站客流間斷性大，客流量大的特點(diǎn)。最大限度的縮短北站旅客在站內(nèi)的走行距離，避免客流流線迂回。特別是把縮短旅客進(jìn)站和出站旅程放在重要位置。盡量避免出站人流擁擠，在北站布置多個(gè)出口，以最快的速度疏散旅客。

3）站內(nèi)標(biāo)示清晰明確。成都北站車站建筑規(guī)模較大，不可避免的遇到冗長的旅客流線的問題，因此，旅客流線的布置要明確清晰，表示要明確，針對(duì)現(xiàn)有車站內(nèi)線路標(biāo)示不明確的缺點(diǎn)，要求北站內(nèi)使旅客明確方向，避免旅客走錯(cuò)路，產(chǎn)生多余的走行距離。

3.2 流線優(yōu)化基本原則

1）優(yōu)化方案易于實(shí)現(xiàn)，在盡量不改變現(xiàn)有北站建筑結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行；

2）從成都市北站超大客流在糖酒會(huì)期間的形成大型活動(dòng)客流量大、客流分布集中于活動(dòng)前后1小時(shí)、突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)和客流時(shí)空間斷特性分析，進(jìn)行流線的優(yōu)化；

3）為達(dá)到北站乘客能夠輕松找到導(dǎo)向系統(tǒng)和指示信息，做到旅客不會(huì)迷失方向和標(biāo)志明確的特點(diǎn)，而且要使北站乘客盡量少的迂回、折返，方便快捷的完成換乘。

4 成都地鐵火車北站地鐵站旅客客流流線優(yōu)化方案

火車北站地鐵站位于成都火車北站以南、二環(huán)路以北的火車站站前廣場東側(cè)，將來是地鐵1號(hào)線與5號(hào)線的換乘車站。由于毗鄰火車北站和北二環(huán)，火車北站承擔(dān)了大量從公交和火車站到達(dá)的不同交通方式之間的換乘客流。針對(duì)火車北站的建設(shè)特點(diǎn)，對(duì)客流引導(dǎo)、票務(wù)組織等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4.1 站臺(tái)層客流優(yōu)化

火車北站地鐵站屬于典型的島式站臺(tái)，現(xiàn)有的北站站內(nèi)布局共有4個(gè)自動(dòng)扶梯和2個(gè)樓梯連接到站廳層，其中1個(gè)自動(dòng)扶梯和1個(gè)樓梯用于進(jìn)站客流，3個(gè)自動(dòng)扶梯和1個(gè)樓梯用于出站客流。在不改變現(xiàn)有北站地鐵車站布局結(jié)構(gòu)的條件下，運(yùn)用客流引導(dǎo)方法進(jìn)行站臺(tái)客流優(yōu)化設(shè)計(jì)。在成都北站地鐵車站中，扶梯和樓梯設(shè)計(jì)要求按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定安裝，即1m寬樓梯上行通行能力為3 400人/h，下行為2 900人/h，1 m寬自動(dòng)扶梯的通行能力為4 800人/h。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，按照各扶梯和樓梯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，火車北站地鐵站島式站臺(tái)負(fù)責(zé)列車上下行方向的進(jìn)站和出站客流，從站臺(tái)的容納能力和出站客流的瞬時(shí)激增特性考慮，出站流線上設(shè)施的總通行能力要高于進(jìn)站流線上設(shè)施的總通行能力，將底部的兩個(gè)自動(dòng)扶梯均用于疏散出站客流。通過分析火車北站地鐵站站臺(tái)層客流結(jié)構(gòu)，主要是去往世紀(jì)城方向的進(jìn)站客流和從世紀(jì)城方向到達(dá)的出站客流，結(jié)合站廳層的設(shè)施布局來看，火車北站地鐵站站臺(tái)流線設(shè)計(jì)如圖2所示，圖中空心線條表示進(jìn)站流線，實(shí)心線條表示出站流線。

圖2 火車北站地鐵站站臺(tái)層旅客流線集合方向Fig.2 Passenger flow direction of metro station platform layer at north railway station

由于出站客流到達(dá)的激增特性，經(jīng)常導(dǎo)致站臺(tái)層自動(dòng)扶梯處出站客流擁擠在扶梯口，甚至擠占進(jìn)站扶梯的端部區(qū)域，引起進(jìn)站客流在扶梯端口的安全隱患，因此我們?cè)谏舷滦蟹鎏菘谥虚g區(qū)域設(shè)置隔離樁，中間隔離樁的長度要長于兩側(cè)隔離樁的長度，既避免出站客流占用進(jìn)站扶梯端部區(qū)域，又將升仙湖方向到達(dá)的出站客流外移，給下扶梯的進(jìn)站客流讓出更多的區(qū)域，利于進(jìn)站客流及時(shí)向兩側(cè)疏散，讓出扶梯端部區(qū)域，避免發(fā)生踩踏事故。

4.2 站廳層客流優(yōu)化

站廳層客流優(yōu)化時(shí)，在保證現(xiàn)有站廳建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過客流引導(dǎo)等方式進(jìn)行優(yōu)化。在成都地鐵北站中，進(jìn)出口采用轉(zhuǎn)柵形閘口，其通行能力為3 660 人/h。在糖酒會(huì)期間，北站最高峰客流4 991 人/h，但其余時(shí)間未超過進(jìn)出口通行能力，本文對(duì)高峰小時(shí)進(jìn)行客流優(yōu)化。成都地鐵1號(hào)線火車北站站廳一共有A2、C和D 3個(gè)出入口，見圖3，其中A2出入口連接火車北站廣場，C出入口連通二環(huán)路北三段，D出入口連接火車北站售票大廳。針對(duì)火車北站地鐵站應(yīng)對(duì)超大客流的情形，在滿足現(xiàn)有通行能力和建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)2個(gè)方案：

方案1：該方案也是目前火車北站地鐵站在應(yīng)對(duì)糖酒會(huì)等原因引起的超大客流時(shí)所用的方案，在保證流線減少交叉的前提下，進(jìn)站客流和出站客流共用通道等設(shè)施。主要是沿用面向普通客流時(shí)的流線，A2、C、D出入口全部既能進(jìn)站也能出站。南端售票區(qū)域負(fù)責(zé)C出入口進(jìn)站客流購票，乘客購票后，從南端進(jìn)站閘機(jī)進(jìn)入付費(fèi)區(qū)，由最近自動(dòng)扶梯或中間的樓梯進(jìn)入站臺(tái)。北端售票區(qū)域負(fù)責(zé)A2和D出入口進(jìn)站客流購票，乘客購票后，從北端進(jìn)站閘機(jī)進(jìn)入付費(fèi)區(qū)，由中間的樓梯進(jìn)入站臺(tái)。

圖3 火車北站地鐵站站廳層旅客流線設(shè)計(jì)方案1Fig.3 Metro station hall design of passenger flow at north railway station

出站客流從站臺(tái)層到達(dá)站廳層后，就近選擇出站閘機(jī)進(jìn)入非付費(fèi)區(qū)。從南端出站閘機(jī)出站的客流沿著出站通道由C出入口出站；由北端出站閘機(jī)出站的乘客從A2或D出入口出站。

方案1的進(jìn)出站流線在付費(fèi)區(qū)雖然沒有出現(xiàn)交叉，但為了更好的引導(dǎo)乘客進(jìn)出站，在自動(dòng)扶梯和樓梯口設(shè)置一些隔離欄桿，避免乘客在自動(dòng)扶梯和樓梯口的遲疑引發(fā)客流的阻滯，保證該區(qū)域客流流動(dòng)的連續(xù)性和安全性。

方案2：由2012年糖酒會(huì)期間火車北站地鐵站的客流分布特征可以發(fā)現(xiàn)，糖酒會(huì)期間上午客流達(dá)到峰值后有所下降，但在12：00-19：00之間進(jìn)站客流穩(wěn)定在2 000～3 000人/h，但出站客流在這段時(shí)間卻在不斷增長，面對(duì)一定規(guī)模的進(jìn)站客流和不斷增長的出站客流，避免客流的交織和沖突顯得更為重要。

圖4 火車北站地鐵站站廳層旅客流線設(shè)計(jì)方案2Fig.4 Metro station hall design of passenger flow at north railway station

方案2考慮到超大客流時(shí)進(jìn)出站客流的時(shí)空特性，對(duì)某些進(jìn)出口進(jìn)行單向控制。由于火車北站地鐵站C出入口臨近二環(huán)路，附近有公交站點(diǎn)，吸引了大量客流從C口進(jìn)入，同時(shí)站廳南端自動(dòng)售票機(jī)承擔(dān)了大多數(shù)乘客的購票任務(wù)，C出口附近的出站閘機(jī)承擔(dān)了大量出站客流，因此不能對(duì)C出口進(jìn)行單向控制。從減少流線交叉沖突的方向考慮，我們將D出入口設(shè)置為“只出不進(jìn)”。將D口設(shè)置為只出不進(jìn)，既能減少購票乘客和出站乘客在售票區(qū)的交織，又能使從北側(cè)閘機(jī)出站的客流更加順利地出站，減少在車站內(nèi)部的停留時(shí)間。

［1］尹長明.超大客流的邊際效益和邊際成本關(guān)系及應(yīng)對(duì)策略［J］.中國鐵路，1999，12（9）：21-26.

［2］史小俊.地鐵車站應(yīng)對(duì)客流組織的措施［J］.城市軌道交通研究，2009（10）：70-72.

［3］朱效潔.上海軌道交通人民廣場樞紐站大客流組織對(duì)策研究［J］.城市軌道交通研究，2010（1）：1-6.

［4］蔣永康.城市軌道交通換乘方式探討［J］.城市軌道交通研究，2003（3）：45-48.

［5］季令，張國寶.城市軌道交通運(yùn)營組織［M］.北京：中國鐵道出版社，2006：135-180.

［6］唐壽成.地鐵車站客流組織工作探討［J］.鐵路運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2007（9）：48-50.

［7］周慶灝，單建平.地鐵車站超大客流的運(yùn)營組織［J］.城市公共事業(yè)，1998（3）：8-10.

［8］代寶乾，汪形，陳婭.七京地鐵大客流安全問題分析及對(duì)策研究［C］//中國職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)編，中國職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，北京：煤炭工業(yè)出版社，2009：223-227.

［9］車宏安，顧基發(fā).無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)及其系統(tǒng)科學(xué)意義［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2004（4）：11-16.

［10］王樹杰，楊新安，張業(yè)煒，等.鐵路施工組織優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究與開發(fā)［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（4）：47-51.