基于智慧+框架下的緩解地鐵站高峰擁堵及暢行研究

楊旭東

（西南科技大學城市學院，四川 綿陽 621000）

0 引言

2019 以來，隨著我國百萬人口城市高達130 個，人口規(guī)模及出行需求顯著增多，在城市擴容基礎建設中，作為現(xiàn)代城市骨干的軌道交通，豐富了人們的出行方式，原則上緩解了城市道路中社會車輛擁擠的現(xiàn)象。然而，地鐵網(wǎng)絡化運營依然面臨著早晚高峰站內(nèi)擁堵及特殊情況下大客流的壓力，提高了城市早晚高峰道路交通體系的整體擁堵程度。

目前，大多數(shù)一線城市的軌道交通覆蓋程度已經(jīng)超越了倫敦、巴黎等國際大都市，我國已成為全球軌道交通系統(tǒng)運營線路最多的國家[1]。但由于高峰時期乘坐地鐵的人流量較大，導致站內(nèi)、車內(nèi)擁擠的問題仍得不到有效解決。加上大部分人群因時間效益和私人環(huán)境而選擇自行駕車等方式出行，對城市道路系統(tǒng)有一定影響?；谥腔?解決高峰時段及特殊時期地鐵站擁堵現(xiàn)象，緩解城市道路整體擁堵問題變得十分必要。

在智慧+的創(chuàng)新時代， 高速網(wǎng)絡互聯(lián)、智能手機、交通運輸?shù)阮I域都需要機器學習的創(chuàng)新力量。技術的發(fā)展和需求的互補給予智能交通運輸系統(tǒng)巨大的發(fā)展機會。云計算、AI、互聯(lián)網(wǎng)+、5G 等先進技術已經(jīng)逐漸來到應用爆發(fā)的階段[2]。針對交警部門在城市道路交通治理中遇到的問題，天地偉業(yè)技術有限公司開發(fā)出了一種基于AI 人工智能技術的軟硬件系統(tǒng)。通過智慧+技術全面有效緩解城市軌道交通高峰及特殊時段的擁堵問題，有效消除公共交通“地鐵+公交車”整體擁擠的問題，提升整體人流效率及通暢程度，在本質上體現(xiàn)智慧+技術的價值所在。

1 高峰及特殊時段地鐵運營擁堵分析

1.1 地鐵站高峰運營人流擁擠性質分析

由于高峰時段及節(jié)假日人流密度大，雖設有多個地鐵入口，但從入站到乘坐上車，須經(jīng)過買票排隊、安檢排隊、分流乘車等過程。以重慶市地鐵數(shù)據(jù)為例，2019 年9 月30日，客流量達373.9 萬人次，加上站內(nèi)人群擁擠導致整體流量行走緩慢。雖然在上海、重慶等地，部分線路支持支付寶或微信購票，但因為尚未普及，且與入站閘機尚未互聯(lián)為一體，所以依然存在擁擠現(xiàn)象。地鐵客流量基本處于高流量狀態(tài)，如圖1 所示。因此，地鐵站擁堵的原因有3 個。1）旅客在購票時排隊時間較長。2）換乘通道擁擠時效較低。3）乘車擁擠降低運營效率，增加踩踏等安全風險。

圖 1 2019 年2 月部分城市地鐵人流數(shù)據(jù)

1.2 “地鐵（城市軌道交通）+公交車”整體擁堵性質分析

高峰人流量較大時段，由于地鐵站擁擠，公交車需要和其他車輛共用城市道路，選擇自駕車輛、搭乘出租車或其他出行方式的人流極大，因此容易形成由城市軌道交通、公交車、出租車及社會車輛為主組成的城市道路高峰擁堵閉環(huán)，導致早晚出行時效減慢[3]。因此，為了改善地鐵出行擁堵情況，應結合城市道路智慧治堵方式，打造“地鐵（城市軌道交通）+公交車”一體化暢行道路系統(tǒng)。

2 構建智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)

據(jù)百度統(tǒng)計，2019 年上海地鐵日均客流量高達928 萬人次，北京地鐵站日均客流量高達825 人次，高峰時期站內(nèi)擁堵已成常態(tài)。

2.1 智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)的探討

該文提出的智慧+綠色暢行系統(tǒng)智能識別人流預警是一種有效手段。智能視覺由視覺單元、圖像處理單元和控制執(zhí)行單元組成，在處理大量繁重的重復性工作的過程中，使用智能視覺檢測方法可以大大提高工作效率和準確度。應用于地鐵站時，可以與入站閘機互聯(lián)，依據(jù)乘客刷卡入站的人流量，可以清晰快速地獲取高峰每一時段入站的人流實時數(shù)據(jù)，并利用已有常用的大數(shù)據(jù)技術，通過地鐵站入口處的智能屏幕，提前智能引導未入站的乘客進行分流，同時可以參考高鐵換乘樣式，如圖2 所示，在高峰時段，增加地鐵乘客快速轉乘通道，對地鐵站內(nèi)人流進行快速分流，從而減少擁堵，提高地鐵運營效率。

圖2 地鐵站口高峰智能實時人流技術基本工作原理

2.2 智能提升地鐵運營效率的對策

針對目前地鐵高峰依然擁堵的問題，為了從根本上治堵，通過構建智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)，將其應用于地鐵站內(nèi)，可實現(xiàn)高效出行。

依據(jù)現(xiàn)有地鐵站設備，參考現(xiàn)有的不同路程不同收費的原則，提出以下對策。

2.2.1 地鐵站口高峰智能顯示實時人流

與刷卡入站閘機互聯(lián)，并依據(jù)高峰實時人流，在地鐵站入口、通道等處給予出行提示，避免大量人流擁堵在地鐵站內(nèi)，如圖3 所示。

圖 3 地鐵站口高峰智能實時人流技術基本工作原理

2.2.2 一體化快速入站購票系統(tǒng)

結合現(xiàn)有的收費系統(tǒng)，可依據(jù)各地乘車碼，增加手機智能掃碼入站出站一體化購票系統(tǒng)，引導一部分人流直接掃碼入站，到達后掃碼快速出站，減少購票排隊擁堵[4]。

2.2.3 高峰換乘專用小通道

以天津地鐵客流數(shù)據(jù)為例，見表1，高峰各時段均有大量客流，其中高峰期換乘乘客數(shù)量約占總客流量的43.2%。

表1 天津市早中晚高峰地鐵站部分客流

高峰人流大的時段，預留快速換乘專用車道，并配合智能引導系統(tǒng)，與非換乘乘客進行合理分流，引導乘客有序換乘。

結合以上幾點，可合理增加列車開行數(shù)量，縮短到站間隔，形成地鐵智慧+綠色出行服務基本流程，提高地鐵運營效率，如圖4 所示。

2.3 智能緩解城市道路高峰擁堵的對策

據(jù)新聞顯示（華西新市報），2020 年春季成都早高峰時段道路車流量近700 萬輛，部分道路呈現(xiàn)紅色擁堵狀態(tài)。根據(jù)高德地圖交通大數(shù)據(jù)監(jiān)測的50 個主要城市的結果顯示，2019 年第二季度重慶路網(wǎng)高峰行程延時指數(shù)高達1.964，平均車速24.95 km/h，其次為哈爾濱市、北京市、長春市、呼和浩特市、大連市、濟南市、沈陽市、蘭州市以及西寧市，給人口出行帶來巨大壓力。

圖 4 地鐵智慧+綠色暢行服務基本流程

由于地鐵、公交車、小轎車為人口出行的主要交通工具，針對這一方面，依據(jù)地鐵的常用方式，治堵建通是提高城市交通運營效率的必要因素，也是提高城市經(jīng)濟發(fā)展的基礎因素之一[5]。因此可結合現(xiàn)有城市道路的治堵措施，構建由智能紅綠燈車輛待行區(qū)、公交專用道、智能道路車流預測系統(tǒng)等智能治堵對策，普通城市道路系統(tǒng)以及由智能引導人群選擇其他交通工具、智能引導人群高效乘坐等對策組成的城市軌道交通系統(tǒng)，可構成分層級式智慧暢行系統(tǒng)，從而構建智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)框架，形成城市交通服務運營治堵一體化，如圖5 所示。

同時，針對“地鐵（城市軌道交通）+公交車”的一體化公交出行模塊，可建立一碼通行、便捷支付、高效乘車等策略，將現(xiàn)有的車輛預到站提示系統(tǒng)納入綠色暢行系統(tǒng)中。

隨著智能紅綠燈系統(tǒng)的不斷完善，高峰選乘公共交通工具的人群，可直接快速獲取車輛的相關信息，并合理安排出行方式，高效出行，一定程度上避免擁堵現(xiàn)象發(fā)生[6]。

3 結語

智慧城市道路運輸作為十三五時期交通發(fā)展的重要核心，還需要我們不斷思索與創(chuàng)新。

通過智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)的初步構建，可解決特大城市民眾的出行需要，同時緩解很多城市利用增加里程數(shù)的方式來提升經(jīng)濟績效與優(yōu)化站點布局和設置，以此來滿足居民出行需求而造成治堵效應不顯著的問題。

圖5 智慧+城市道路綠色出行系統(tǒng)目前的基本框架

因此，通過該文的分析可以得出，建立智慧+城市綠色暢行系統(tǒng)的技術模型，利用其緩解地鐵站高峰擁堵，提升旅客換乘效率，是有效解決并緩解出行安全隱患、擁擠公共秩序、預防因擁擠而出現(xiàn)急躁心態(tài)的根本途徑，同時也是城市道路整體治堵的核心。這是提升中國智能化城市道路的發(fā)展進程的核心內(nèi)容，更是加快建設智慧綜合交通運輸?shù)幕A。