客運樞紐內(nèi)部通道合理規(guī)模仿真分析＊

2014-08-21 11:50:14張靖山羅清玉

交通信息與安全 2014年2期

張靖山羅清玉李強

（吉林大學交通學院長春130000）

0 引言

目前國內(nèi)很多客運樞紐運營效果并不理想，樞紐內(nèi)設(shè)施規(guī)模及布局不合理是重要原因之一。目前，專門針對客運樞紐設(shè)施規(guī)模測算的理論研究較少，大部分都是包含在服務(wù)水平評價、客流組織、應(yīng)急疏散時間測算、以及行人仿真模型等研究之中。此外，由于目前場站的規(guī)模設(shè)計工作都是以相關(guān)規(guī)范、標準以及設(shè)計手冊等為指導(dǎo)，此方面的理論研究關(guān)注度并不高，尤其在實踐經(jīng)驗豐富、相關(guān)規(guī)范較為完善的發(fā)達國家，此類研究更為少見。國內(nèi)外代表性的研究主要有：

S.J.Ian Dickins［1］通過對歐洲和北美51個都市進行調(diào)查，對于換乘設(shè)施的位置、配置以及規(guī)模大小提出了自己的建議。Kitti Subprasom等［2］通過對換乘服務(wù)水平的研究以及對換乘設(shè)施建設(shè)、維護、運行總成本和乘客的期望值的研究，得出各種條件下的乘客最優(yōu)占有空間。Y.S.Lee Jodie等［3］通過問卷調(diào)查，計算混行人行通道的通行能力，提出了1種新的乘客服務(wù)水平等級。沈景炎［4］通過對車站站臺乘客動態(tài)分布圖形和相關(guān)參數(shù)的研究，得出站臺乘降區(qū)的合理規(guī)模及筒易的計算方法和圖表。韓宇［5］通過分析綜合客運樞紐的設(shè)施及客流情況，提出了城市綜合客運樞紐交通方式間和交通方式內(nèi)部的設(shè)施協(xié)調(diào)理論、模型、方法以及樞紐設(shè)施協(xié)調(diào)檢驗分析方法。王建聰［6］考慮樞紐內(nèi)的換乘距離和各種交通方式的占地面積，分別建立1個主方式換乘樞紐和2個主方式換乘樞紐的一體化樞紐布局模型。陳方紅等［7］以具體某一綜合客運樞紐為實例，在分析各種交通方式的功能定位和交通需求的基礎(chǔ)上，對交通設(shè)施規(guī)模進行測算。潘曉東等［8］運用行人步行理論和層次分析法，探討了交通客運樞紐內(nèi)不同換乘方式換乘距離、樞紐立體空間優(yōu)化等評價指標。南海超等［9］通過調(diào)查成都市客流到達規(guī)律，建立了行人系統(tǒng)仿真模擬，對通道通過能力與服務(wù)水平進行了初步的探討。

已有的研究中，客運樞紐設(shè)施規(guī)模測算的研究比較分散，研究方法通常是依據(jù)客流預(yù)測數(shù)據(jù)，通過測算實際通行能力來得到設(shè)施合理寬度［10－13］。對于連接類設(shè)施的合理長度，還沒有專門的研究。另一方面，目前指導(dǎo)工程實踐的相關(guān)規(guī)范、標準及手冊等也多數(shù)不能適應(yīng)現(xiàn)代交通快速發(fā)展的需求。為此，筆者采用仿真分析法，利用自主開發(fā)的仿真軟件［14］，依據(jù)行人流流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，對通道類設(shè)施合理規(guī)模進行探討。

1 通道類設(shè)施合理規(guī)模確定基本思想

根據(jù)設(shè)施功能特點及行人行為特性，樞紐設(shè)施設(shè)備可按圖1所示的類別進行分類［15］，研究對象通道屬于連接類設(shè)施。

圖1 客運樞紐內(nèi)部設(shè)施分類及主要構(gòu)成Fig.1 Facilities classification of passenger transport terminal

根據(jù)客運樞紐內(nèi)部設(shè)施布局特點，2種服務(wù)設(shè)施設(shè)備之間通常由通道、樓梯或扶梯這些連接類設(shè)施設(shè)備相連，在連接類設(shè)施設(shè)備規(guī)模的選擇上，除根據(jù)高峰小時客流計算規(guī)模外，還應(yīng)該考慮其兩端所連接的服務(wù)類設(shè)施的服務(wù)能力，在上游服務(wù)設(shè)施設(shè)備的服務(wù)能力大于下游設(shè)施設(shè)備的情況下，若連接類設(shè)施設(shè)備長度不足、不能起到分散客流的作用，則下游設(shè)施設(shè)備處行人流產(chǎn)生擁擠并向上游傳播擴散的概率較大；而連接類設(shè)施過長，則會導(dǎo)致?lián)Q乘時間延長，降低換乘效率及客流滿意度。

由此可知，規(guī)模適宜的通道應(yīng)滿足2個條件：①換乘距離不宜過大；②對行人流有一定的離散作用。筆者采用自主開發(fā)的仿真軟件PSSITH（V2.0）分析不同規(guī)模的通道對行人流的離散作用，探討通道合理規(guī)模。

2 仿真方案設(shè)計

為了分析通道的長度和寬度的增加是否能產(chǎn)生分散行人流的作用以及作用強度如何，設(shè)計了2組仿真實驗，仿真場景為通道，見圖2。

圖2 仿真場景Fig.2 Simulation scenarios

1）通道長度分散作用仿真分析方案。通道長度分散作用分析以單向通道和雙向通道為對象，各方案采用相同的行人仿真參數(shù)（速度與到達規(guī)律），此參數(shù)是根據(jù)實際調(diào)研數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析得到［16］。單向通道設(shè)計7組不同長度的對比方案，雙向通道設(shè)計3組不同長度的對比方案，各仿真方案參數(shù)見表1。

表1 通道長度對行人流的分散作用實驗方案及參數(shù)Tab.1 Parameters for dispersing effect experimental of corridor length on pedestrian flow

2）通道寬度分散作用仿真分析方案。通道寬度分散作用分析，單向通道與雙向通道分別設(shè)計3組仿真方案，各方案行人仿真參數(shù)以及通道長度一致，仿真方案參數(shù)見表2。

表2 通道寬度對行人流的分散作用實驗方案及參數(shù)Tab.2 Parameters for dispersing effect experimental of corridor width on pedestrian flow

3 仿真結(jié)果分析

1）單向通道長度對行人流分散作用。圖3是不同長度單向通道仿真行人流量統(tǒng)計結(jié)果。

圖3 不同長度單向通道行人流量統(tǒng)計結(jié)果Fig.3 Pedestrian flow statistical results of unidirectional corridor with different lengths

由圖3可見，對于單向通道，在行人流到達率不變的情況下，通道越長，行人流相對越分散，圖中曲線相對越平緩，50 m以下的通道，長度的增加對行人流分散作用較50 m以上的通道更為顯著。采用SPSS進行K－W檢驗，結(jié)果同樣顯示樣本間差異顯著（sig＝0.001）。

2）雙向通道長度對行人流分散作用。圖4是不同長度的雙向通道仿真實驗的行人流量2個方向以及不分方向的統(tǒng)計結(jié)果。由圖4可見，對于雙向通道，在行人流到達率不變的情況下，通道長度的增加并沒有使得行人流流率曲線形態(tài)發(fā)生顯著的變化，即雙向通道的長度增加對行人流分散作用相對單向通道并不明顯，采用SPSS進行K－W檢驗，結(jié)果同樣顯示樣本間不存在顯著性差異（sig＝0.079）。

圖4 不同長度雙向通道行人流量統(tǒng)計結(jié)果Fig.4 Pedestrian flow statistical results of bidirectional corridor with different lengths

3）通道寬度對行人流分散作用。圖5是不同寬度的單向通道仿真實驗的行人流流量統(tǒng)計結(jié)果。圖6是不同寬度的雙向通道仿真實驗的行人流流率2個方向以及不分方向的統(tǒng)計結(jié)果。分析圖5、圖6可知，不論是單向通道還是雙向通道，通道寬度的增加都會對行人流流量產(chǎn)生影響，寬度越寬，行人流流量曲線相對越平緩，而當單向通道寬度大于4 m、雙向通道大于8 m的情況下，再增加寬度對行人流的分散作用就不再明顯。采用SPSS進行K－W檢驗，結(jié)果同樣顯示樣本間存在顯著性差異（sig＝0）。

圖5 不同寬度單向通道行人流量統(tǒng)計結(jié)果Fig.5 Pedestrian flow statistical results of unidirectional corridor with different widths

圖6 不同寬度雙向通道行人流量統(tǒng)計結(jié)果Fig.6 Pedestrian flow statistical results of bidirectional corridor with different widths

綜上所述，根據(jù)仿真實驗輸出數(shù)據(jù)曲線分析及K－W檢驗分析結(jié)果，方案4、方案9、方案12以及方案15的通道規(guī)模最為合理，即通道的長度在50 m左右、寬度在4 m（單向）和8 m（雙向）左右時，對行人流的分散作用較好，對降低因通道兩端所銜接的服務(wù)設(shè)施之間服務(wù)能力的差異而產(chǎn)生的瓶頸傳播風險有一定的作用。

4 結(jié)束語

1）增加通道的長度對分散行人流沒有顯著的作用，只會增加換乘距離，因此兩服務(wù)設(shè)施之間的通道長度應(yīng)盡量控制在較低的水平上。

2）適當增加通道的寬度有利于分散行人流、降低下游服務(wù)設(shè)施的壓力。

3）實際布局設(shè)計中，通道的規(guī)模還需考慮工程實際（用地、服務(wù)設(shè)施設(shè)備安裝位置等）進行調(diào)整。

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［2］ Subprason K，Seneviratne P N，Kilpala H.Costbased space estimation in passenger terminals［J］.Journal of Transportation Engineering，2002，128（2）：191－197.

［3］ Jodie Y S Lee，Lam W H K，Wong S C.Pedestrian simulation model for Hong Kong underground station［C］∥IEEE Intelligent Transportation Systems Conference Proceedings.Oakland，USA，2001：554－558.

［4］沈景炎.乘客動態(tài)分布與站臺寬度的研究［J］.城市軌道交通研究，2001，4（1）：21－25.

［5］韓宇.城市綜合客運樞紐設(shè)施與客流協(xié)調(diào)研究［D］.北京：北京交通大學，2007.

［6］王建聰.城市客運樞紐換乘組織關(guān)鍵問題研究［D］.北京：北京交通大學，2007.

［7］陳方紅，羅霞.沙河堡綜合客運樞紐換乘系統(tǒng)研究［J］.鐵道運輸與經(jīng)濟，2008，30（1）：91－93.

［8］潘曉東，柯振明，林濤，等.綜合客運交通樞紐換乘距離與布局評價研究［J］.黑龍江交通科技，2008，31（1）：97－98.

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