地鐵站客運系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

1、 13號線龍澤地鐵站客運系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計宋子杭(北京交通大學(xué)交通運輸規(guī)劃與管理1403班14120880，北京10004)摘要：本文以地鐵13號線龍澤站為地鐵客運系統(tǒng)調(diào)查對象，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)研，統(tǒng)計并整理了龍澤站客運設(shè)施的客流數(shù)據(jù)，對早高峰的客流到達(dá)規(guī)律進(jìn)行分析。根據(jù)樞紐通行能力和服務(wù)水平手冊TCQSM中，對服務(wù)水平的定義和標(biāo)準(zhǔn)，對龍澤站進(jìn)站口、閘機(jī)、樓扶梯和站臺等主要客運系統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行服務(wù)水平評價，針對客運系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出優(yōu)化設(shè)計方案，并利用Anylogic軟件進(jìn)行仿真，對比優(yōu)化前后的服務(wù)水平評價，選擇較優(yōu)的方案設(shè)計。關(guān)鍵詞：軌道交通；客運系統(tǒng)服務(wù)水平；Anylogic仿真；地鐵；優(yōu)化設(shè)計Theopti

2、maldesignofpassengertrafficsystemofSubwayLine13,LongzeStationSONGZi-hang(TransportationplanningandmanagementClass140314120880,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Inthispaper,weinvestigatedandresearchSubwayline13Longzestationforaweekandcollectthepassengerflowdataofpassengertranspor

3、tationfacilities,analysepassengerflowruleofthemorningrush.AccordingtothedefinitionandstandardofTCQSMlevelofservice,weestimatethelevelofserviceofLongzestationpassengerfacilitieslikeentrancegate,staircaseandplatform.Theabilityofpassengerservicefacilitiesiscalculatedtofindthatiftheabilityofpassengersta

4、tionfacilitiescanmatchpassengersdemandofcurrentsituation.Accordingtotheresultofresearch,weputforwardtheoptimaldesignonthepassengertransportfacilities.Keywords:railtransit;levelofservice;TCQSM;metro;optimaldesign1引言作為新型的快速交通系統(tǒng)，城市軌道交通具有運量大、速度快、安全可靠、準(zhǔn)點、低能耗、舒適等特點，能有效緩解客流密度大，交通量大，城市地面交通擁堵，早晚高峰客流帶來的一系列交通問

5、題。近年來，城市軌道交通吸引的客流持續(xù)增長，一方面有效的改善了交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，另一方面，急劇增長的客流量需求，也給城市軌道交通帶來了巨大的挑戰(zhàn)。城市軌道交通是解決城市交通擁堵的有效途徑。地鐵車站是城市軌道交通的重要組成部分，合理的車站客運設(shè)施布局有利于提高乘客出行效率以及客運設(shè)施服務(wù)水平，因此對地鐵站客運設(shè)施進(jìn)行服務(wù)水平評估，并進(jìn)行客運設(shè)施布局優(yōu)化設(shè)計是十分必要的。本文以北京地鐵13號線龍澤站為例，進(jìn)行客流數(shù)據(jù)的采集，并對客運系統(tǒng)的服務(wù)水平進(jìn)行評價分析。龍澤站位于北京市昌平區(qū)，車站編號1307。龍澤站以附近的龍澤苑小區(qū)而得名。龍澤站主要承擔(dān)著回龍觀地區(qū)與市中心通勤客流的運輸，客流量較大，具有大

6、客流地鐵站的代表性。2客流特征分析2.1客運設(shè)施布局根據(jù)實地勘測，測得龍澤站規(guī)模與尺寸大小，用AUTOCAD軟件繪制了龍澤站站臺和站廳的客運設(shè)施分布圖，如圖1和圖2所示。廁所捋制室圖1龍澤站站廳平面圖Fig.1Longzestationhall圖2龍澤站站臺平面圖Fig.2Longzestationplatform龍澤站的進(jìn)出站口為A口，進(jìn)站口寬為3.3m，進(jìn)站后有一臺安檢機(jī)，站廳左右兩側(cè)分別有7臺和8臺閘機(jī)。其中進(jìn)站閘機(jī)左側(cè)3臺，右側(cè)4臺。站臺的左右兩側(cè)各有一個通往西直門和東直門方向坐車的樓梯，其中，右側(cè)通往東直門方向的樓梯沒有扶梯，其余三個樓梯設(shè)置為樓扶梯。站廳設(shè)有人工售票和自動售票，其中

7、自動售票機(jī)7個，人工售票口1個。站廳有兩個直梯，在調(diào)研期間，直梯暫停使用。站廳的總體布局左右對稱，站廳面積約為823m2。龍澤站的站臺為側(cè)式站臺，長約為161m,寬約為7m,總站臺面積約為1624m2。2.2客運設(shè)施客流現(xiàn)狀分析本次調(diào)研統(tǒng)計2014年3月1721日進(jìn)站人數(shù)，閘機(jī)通過人數(shù)，上樓人數(shù)以及站臺聚集人數(shù)。得到各個客運設(shè)施的客流變化趨勢，如圖3圖6。4002000781768、6967口亠272498598857799V739二XLnoLnoLnomQLnoLnoLnoLnoLnoLnQLnoLnoOrHHoirjmm尋寸SLnoorHrHfNrjmE尋寸suio吟吟時吟吟時吟吟時尺吟8

8、88888888888GOLnoLnoLnoLngLQOLnoLnoLnoLnoLngLQOLnrrrrrrrrrfrrdooooodooooddooooddooood進(jìn)站平均客流變化趨勢140012001000605453/0804821HL371口5気25*戶y1037yQ49*965250150500LnosososQ生osososoLnoLnQ生osoOT-irH(N(Nrnmn-寸LnsooirHcMtNcnm尋寸sso斤斤尺斤尺斤尺斤斤斤尺88環(huán)88888S888GOLnoLnoLr)OLnQLnoir)QinoinoLnoLnQLnom9昱TlriO!収MB童朝収怕BMP叩曰rJ

9、rrrrrrrrrrrodooooooododooodododoood每臺閘機(jī)平均通過人數(shù)200100186：183】93蹲1叫圖3進(jìn)站平均人數(shù)變化趨勢圖4閘機(jī)平均人數(shù)變化趨勢Fig.3TheaveragenumberofstopsLnoLnoLnoLnqiooLnoLnoLnoLnoLrjqLQOLnoOrHiZEnim尋寸LHSOOTHrHrJrJrnm尋寸sso用用用用用用尺用用用用OLnoLnoLnoLnQLnoLnoLnoLnoLnoLnQLHotn三？曰D朝朝寸丈FWmUDrl密rrrrrrirrrri666666666666666666666666扶梯人數(shù)變化趨勢往西直門方向往東

10、直門方向50045040035030025020015010050Fig.4Theaveragenumberofbrakemachine140120100806040200牌材4汽夕杪靑卅總冶站臺聚集人數(shù)往西直門方向2號車廂往東直門方向2號車廂圖5扶梯人數(shù)變化趨勢圖6站臺聚集人數(shù)變化趨勢Fig.3TheaveragenumberofescalatorFig.4Theaveragenumberofplatform分析數(shù)據(jù)得到，進(jìn)站客流周一、周三、周五的總體變化趨勢基本相同，進(jìn)站客流最高峰為每5分鐘1200左右。周一閘機(jī)通過兩臺閘機(jī)的總客流最多，周五通過兩臺閘機(jī)的總客流人數(shù)較小。上樓梯客流中，往西

11、直門方向樓梯上樓客流數(shù)據(jù)四天的變化趨勢大體相同，上樓客流較大。往東直門方向樓梯上樓客流數(shù)據(jù)四天的變化趨勢大體相同，上樓客流較小。往西直門方向樓梯上樓的客流明顯多余往東直門方向。站臺聚集人數(shù)的客流數(shù)據(jù)中，西直門方向的站臺聚集人數(shù)的變化趨勢具有較大的周期波動性，原因在于車站的限流措施及其他人為的控制因素。東直門方向的站臺聚集人數(shù)較少，客流最高峰時，客流早高峰時，通往西直門方向站臺乘車的客流明顯多于東直門。2.3客流現(xiàn)狀存在的問題通過整理最高峰時期的客流數(shù)據(jù)并根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)龍澤站最高峰時期的客流密度較大，客運設(shè)施的服務(wù)存在一些問題：（1）高峰時，進(jìn)站口客流較大，導(dǎo)致進(jìn)站口較為擁堵，龍澤站站廳內(nèi)只

12、有一臺固定的安檢機(jī)，較難匹配最高峰時期的大客流。（2）高峰時，站廳兩側(cè)進(jìn)站客流較多，尤其是站廳右側(cè)閘機(jī)，通過閘機(jī)人數(shù)較多，容易在閘機(jī)口發(fā)生擁堵。（3）高峰時，通往西直門方向站臺的扶梯客流較多，扶梯上客流較為擁堵，行人行為受到很大的限制，容易發(fā)生一定的危險。（4）高峰時，通往西直門站臺總體客流密度較大，排隊區(qū)域乘客較多。通往東直門方向站臺的客流密度較小。但在左側(cè)的樓梯口，由于樓梯設(shè)施在站臺內(nèi)，占用了較多的站臺排隊區(qū)域面積，導(dǎo)致該區(qū)域排隊客流密度較大，甚至超越了通往西直門方向站臺的客流密度，嚴(yán)重妨礙了通行的客流。3優(yōu)化方案設(shè)計對客運系統(tǒng)進(jìn)行合理性分析，以優(yōu)化客運設(shè)施客流密度為標(biāo)準(zhǔn)，對客運設(shè)施布局進(jìn)

13、行合理的優(yōu)化。在對不同客運設(shè)施布局優(yōu)化設(shè)計方案的基礎(chǔ)下，提出兩種龍澤站客運設(shè)施布局優(yōu)化設(shè)計方案。3.1優(yōu)化方案一在方案一中，在早高峰時將龍澤站廳兩側(cè)的閘機(jī)分別設(shè)置增加一個進(jìn)站閘機(jī)，并在7:408:40期間關(guān)閉通往西直門方向站臺的扶梯。在站臺上，通往東直門站臺右側(cè)的樓扶梯改為只用樓梯。方案一的站臺優(yōu)化設(shè)計如圖7所示。圖7站臺優(yōu)化方案一Fig.7TheplatformoptimizationI3.2優(yōu)化方案二在方案二中，在早高峰時將龍澤站廳兩側(cè)的閘機(jī)分別各設(shè)置增加兩個進(jìn)站閘機(jī)，并在7:408:40期間關(guān)閉通往西直門方向站臺的扶梯。在站臺上，通往東直門站臺右側(cè)的樓扶梯改為外架的樓扶梯。方案二的站臺優(yōu)

14、化設(shè)計如圖8所示。圖8站臺優(yōu)化方案二Fig.8TheplatformoptimizationII4優(yōu)化設(shè)計方案服務(wù)水平評價系統(tǒng)的評價評價是通過一些歸類的指標(biāo)按照一定規(guī)則與方法，對評判對象從其某一方面或多方面的綜合狀況做出優(yōu)劣評定。在對系統(tǒng)進(jìn)行評價時，要從明確評價目標(biāo)開始，通過評價目標(biāo)來規(guī)定評價對象，并對其功能、特性和效果等屬性進(jìn)行科學(xué)的測定。就評價對象所能滿足人們主觀需要的程度和所消耗占用的資源情況進(jìn)行評定，最后根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)和主觀判斷，確定系統(tǒng)的綜合評價值評價一方面是對系統(tǒng)的方案進(jìn)行評價；但另一方面，在許多場合，評價就是為了對全部被評價對象進(jìn)行排序(包括分類)，側(cè)重于說明被評價對象之間的相對位

15、置根據(jù)HCM2000(道路通行能力手冊)中對交通設(shè)施服務(wù)水平的定義為：描述行人步行所感受到的服務(wù)質(zhì)量的一種標(biāo)準(zhǔn)。在城市軌道交通的環(huán)境下定義，客運設(shè)施服務(wù)水平即乘客通過城市軌道交通設(shè)施時所感受到服務(wù)質(zhì)量的一種標(biāo)準(zhǔn)。服務(wù)水平的分級方式多種多樣，分級方式也很多。在本文中，采用在美國公共交通通行能力和服務(wù)質(zhì)量手冊(第二版)TCQSM的服務(wù)水平分級指標(biāo)，對龍澤站主要的客運設(shè)施進(jìn)行評價。TCQSM是以人均占用空間為主要衡量指標(biāo)。根據(jù)TCQSM的分級方式得到，客運設(shè)施的服務(wù)水平評價主要有樓梯、排隊區(qū)域以及通道的服務(wù)水平構(gòu)成。A、B、C三個等級是乘客處于自由流的狀態(tài)，存在較為舒適的感覺，D、E、F三個等級會讓

16、乘客感覺到明顯的擁擠感。通過Anylogic仿真軟件，對優(yōu)化設(shè)計方案一和方案二進(jìn)行客流的仿真，并得到客運設(shè)施的客流密度，并進(jìn)行服務(wù)水平評價，對比客流密度較大的區(qū)域優(yōu)化前后的服務(wù)水平評價。表1優(yōu)化設(shè)計方案前后服務(wù)水平對比Table1thelevelofservicecomparisonaftertheoptimizingdesign優(yōu)化方案、.J萬案一萬案一客運設(shè)施優(yōu)化前人均占用面積(mz/p)優(yōu)化前服務(wù)水平評價優(yōu)化后人均占用面積(mz/p)提咼白分比優(yōu)化后服務(wù)水平評價優(yōu)化后人均占用面積(m2/p)提咼白分比優(yōu)化后服務(wù)水平評價站廳右側(cè)閘機(jī)區(qū)域0.43F0.5220.90%E0.639.50%E通

17、往西直門站臺樓梯區(qū)域0.37F1.35264.90%C1.13205.40%C通往東直門站臺左側(cè)樓梯區(qū)域0.29E0.3934.50%D0.61110.30%D根據(jù)表1，方案一的優(yōu)化后，客運設(shè)施的服務(wù)水平明顯提升，尤其是通往西直門站臺的樓梯，在停運扶梯使行人通過樓梯上樓后，服務(wù)水平評價從F”優(yōu)化到了“C”。一般來說，方案優(yōu)化的目標(biāo)是使客運設(shè)施的服務(wù)水平達(dá)到“C”或者“D”。再者，只增加一個進(jìn)站閘機(jī)是為了減緩客流進(jìn)站速度，以防止站臺客流密度過高。所以，總體來說方案一中的優(yōu)化設(shè)計基本達(dá)到了優(yōu)化的目標(biāo)。方案二的優(yōu)化后，客運設(shè)施的服務(wù)水平明顯提升，尤其是通往西直門站臺的樓梯，在停運扶梯使行人通過樓梯上

18、樓后，服務(wù)水平評價從“F”優(yōu)化到了“C”。通往東直門站臺左側(cè)的樓梯區(qū)域，由于改成了外架的樓梯，完全不再占用排隊區(qū)域客流的面積，優(yōu)化后的人均占用面積大大的提高。就最后優(yōu)化后的服務(wù)水平評價而言，與方案一優(yōu)化后相同，基本達(dá)到了優(yōu)化的目標(biāo)。但方案二由于要拆除內(nèi)設(shè)的樓扶梯，實際難度較大，這里選擇方案一作為最后的優(yōu)化方案。5結(jié)論本文主要對地鐵13號線龍澤站進(jìn)行了客流的調(diào)研，統(tǒng)計了客流設(shè)施的客流數(shù)據(jù)，并進(jìn)行客流到達(dá)規(guī)律的整理分析。對早高峰時間段，客運設(shè)施服務(wù)水平和能力進(jìn)行匹配程度的分析。通過Anylogic仿真軟件，對地鐵站客運設(shè)施最高峰客流進(jìn)行了仿真，并服務(wù)水平進(jìn)行了評價。針對現(xiàn)狀中所存的問題，提出了對客

19、運設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計方案。針對閘機(jī)客流密度較大的現(xiàn)象，提出增加早高峰時期的進(jìn)站閘機(jī)數(shù)量。針對通往西直門方向站臺的扶梯客流密度較大的現(xiàn)象，處于安全和節(jié)能的方面考慮，提出在早高峰時關(guān)閉該區(qū)域的扶梯，使客流通過樓梯進(jìn)入站臺。針對通往東直門方向站臺左側(cè)的樓梯區(qū)域排隊客流密度較大，提出將樓扶梯改建成只有樓梯或者改建成外架樓扶梯的設(shè)施，以減小對排隊區(qū)域面積的現(xiàn)象。同時，提出兩種方案，對方案中所優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行合理性的分析，驗證是否達(dá)到優(yōu)化的目標(biāo)。本次方案設(shè)計中選擇方案一作為最后的優(yōu)化方案。在本次方案中，沒有考慮實際布局優(yōu)化設(shè)計的成本與環(huán)境因素，因此所提出的優(yōu)化方案設(shè)計在實際運用中，仍需要考慮優(yōu)化工程實際的成本與環(huán)

20、境等一些因素。本文雖然在研究方面取得了一定的成果，但由于受到時間，人力，精力和能力的限制，仍存在著一定的不足和遺憾。今后，進(jìn)一步可以研究的工作有：由于調(diào)研人數(shù)的有限，所調(diào)研的時間段和測得的客流數(shù)據(jù)較少。為進(jìn)一步減小誤差和提高方案的可信度，可以對地鐵站調(diào)研時間和調(diào)研人數(shù)，以取得較完整的客流數(shù)據(jù)。龍澤站早高峰期間進(jìn)站客流較多，出站客流很少。所以論文中所研究的是進(jìn)站坐車的單向客流。進(jìn)一步研究中，可以選擇客流流向更為復(fù)雜的車站如換乘站，從而研究往返的客流流線。本文利用TCQSM服務(wù)水平評價標(biāo)準(zhǔn)對客運設(shè)施進(jìn)行評價分析。進(jìn)一步研究中，可根據(jù)實際情況，提出自己的服務(wù)水平評價方法，從而更合理地進(jìn)行服務(wù)水平評價

21、，并建立貼合乘客進(jìn)站乘客服務(wù)需求的評價系統(tǒng)。本文中對客運設(shè)施所提出的優(yōu)化設(shè)計方案，只進(jìn)行了理論的分析。為進(jìn)一步對客運設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，需要對車站進(jìn)行實地的采樣分析，合理估計不同方案所需要的成本和可行性，并進(jìn)行合理地客運設(shè)施優(yōu)化改建。參考文獻(xiàn)北京城建設(shè)計研究總院.地鐵設(shè)計規(guī)范(GB501572003)M.中國計劃出版社，北京，2003J.J.Fruin.DesigningforPedestrians：ALevelofServiceConceptJ.HighwayresearchRecord,1971，355：1-15.PolusA,Schofer,JL,shpiz,A.PedestrianflowandlevelofserviceJ.TransportationEngineeringJournal,1983,109(01):46-56.DOI:10.1061/(ASCE)0733-947X(1983)109:1(46)DirkHelbingFrankSchweitzerJoachimKeltschPeterMolnar.Activewalkermodelfortheformationofhumanandanimaltrailsystems.PHYSICALREVIEWEVOLUME56,NUMBER3:2527-2539.1