地铁站客运系统优化设计

1、 13号线龙泽地铁站客运系统优化设计宋子杭(北京交通大学交通运输规划与管理1403班14120880，北京10004)摘要：本文以地铁13号线龙泽站为地铁客运系统调查对象，进行数据调研，统计并整理了龙泽站客运设施的客流数据，对早高峰的客流到达规律进行分析。根据枢纽通行能力和服务水平手册TCQSM中，对服务水平的定义和标准，对龙泽站进站口、闸机、楼扶梯和站台等主要客运系统设施进行服务水平评价，针对客运系统现状，提出优化设计方案，并利用Anylogic软件进行仿真，对比优化前后的服务水平评价，选择较优的方案设计。关键词：轨道交通；客运系统服务水平；Anylogic仿真；地铁；优化设计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引言作为新型的快速交通系统，城市轨道交通具有运量大、速度快、安全可靠、准点、低能耗、舒适等特点，能有效缓解客流密度大，交通量大，城市地面交通拥堵，早晚高峰客流带来的一系列交通问

5、题。近年来，城市轨道交通吸引的客流持续增长，一方面有效的改善了交通系统的结构，另一方面，急剧增长的客流量需求，也给城市轨道交通带来了巨大的挑战。城市轨道交通是解决城市交通拥堵的有效途径。地铁车站是城市轨道交通的重要组成部分，合理的车站客运设施布局有利于提高乘客出行效率以及客运设施服务水平，因此对地铁站客运设施进行服务水平评估，并进行客运设施布局优化设计是十分必要的。本文以北京地铁13号线龙泽站为例，进行客流数据的采集，并对客运系统的服务水平进行评价分析。龙泽站位于北京市昌平区，车站编号1307。龙泽站以附近的龙泽苑小区而得名。龙泽站主要承担着回龙观地区与市中心通勤客流的运输，客流量较大，具有大

6、客流地铁站的代表性。2客流特征分析2.1客运设施布局根据实地勘测，测得龙泽站规模与尺寸大小，用AUTOCAD软件绘制了龙泽站站台和站厅的客运设施分布图，如图1和图2所示。厕所捋制室图1龙泽站站厅平面图Fig.1Longzestationhall图2龙泽站站台平面图Fig.2Longzestationplatform龙泽站的进出站口为A口，进站口宽为3.3m，进站后有一台安检机，站厅左右两侧分别有7台和8台闸机。其中进站闸机左侧3台，右侧4台。站台的左右两侧各有一个通往西直门和东直门方向坐车的楼梯，其中，右侧通往东直门方向的楼梯没有扶梯，其余三个楼梯设置为楼扶梯。站厅设有人工售票和自动售票，其中

7、自动售票机7个，人工售票口1个。站厅有两个直梯，在调研期间，直梯暂停使用。站厅的总体布局左右对称，站厅面积约为823m2。龙泽站的站台为侧式站台，长约为161m,宽约为7m,总站台面积约为1624m2。2.2客运设施客流现状分析本次调研统计2014年3月1721日进站人数，闸机通过人数，上楼人数以及站台聚集人数。得到各个客运设施的客流变化趋势，如图3图6。4002000781768、6967口亠272498598857799V739二XLnoLnoLnomQLnoLnoLnoLnoLnoLnQLnoLnoOrHHoirjmm寻寸SLnoorHrHfNrjmE寻寸suio吟吟時吟吟時吟吟時尺吟8

8、88888888888GOLnoLnoLnoLngLQOLnoLnoLnoLnoLngLQOLnrrrrrrrrrfrrdooooodooooddooooddooood进站平均客流变化趋势140012001000605453/0804821HL371口5気25*户y1037yQ49*965250150500LnosososQ生osososoLnoLnQ生osoOT-irH(N(Nrnmn-寸LnsooirHcMtNcnm寻寸sso斤斤尺斤尺斤尺斤斤斤尺88环88888S888GOLnoLnoLr)OLnQLnoir)QinoinoLnoLnQLnom9昱TlriO!収MB童朝収怕BMP叩曰rJ

9、rrrrrrrrrrrodooooooododooodododoood每台闸机平均通过人数200100186：183】93蹲1叫图3进站平均人数变化趋势图4闸机平均人数变化趋势Fig.3TheaveragenumberofstopsLnoLnoLnoLnqiooLnoLnoLnoLnoLrjqLQOLnoOrHiZEnim寻寸LHSOOTHrHrJrJrnm寻寸sso用用用用用用尺用用用用OLnoLnoLnoLnQLnoLnoLnoLnoLnoLnQLHotn三？曰D朝朝寸丈FWmUDrl密rrrrrrirrrri666666666666666666666666扶梯人数变化趋势往西直门方向往东

10、直门方向50045040035030025020015010050Fig.4Theaveragenumberofbrakemachine140120100806040200牌材4汽夕杪靑卅总冶站台聚集人数往西直门方向2号车厢往东直门方向2号车厢图5扶梯人数变化趋势图6站台聚集人数变化趋势Fig.3TheaveragenumberofescalatorFig.4Theaveragenumberofplatform分析数据得到，进站客流周一、周三、周五的总体变化趋势基本相同，进站客流最高峰为每5分钟1200左右。周一闸机通过两台闸机的总客流最多，周五通过两台闸机的总客流人数较小。上楼梯客流中，往西

11、直门方向楼梯上楼客流数据四天的变化趋势大体相同，上楼客流较大。往东直门方向楼梯上楼客流数据四天的变化趋势大体相同，上楼客流较小。往西直门方向楼梯上楼的客流明显多余往东直门方向。站台聚集人数的客流数据中，西直门方向的站台聚集人数的变化趋势具有较大的周期波动性，原因在于车站的限流措施及其他人为的控制因素。东直门方向的站台聚集人数较少，客流最高峰时，客流早高峰时，通往西直门方向站台乘车的客流明显多于东直门。2.3客流现状存在的问题通过整理最高峰时期的客流数据并根据现场调研，发现龙泽站最高峰时期的客流密度较大，客运设施的服务存在一些问题：（1）高峰时，进站口客流较大，导致进站口较为拥堵，龙泽站站厅内只

12、有一台固定的安检机，较难匹配最高峰时期的大客流。（2）高峰时，站厅两侧进站客流较多，尤其是站厅右侧闸机，通过闸机人数较多，容易在闸机口发生拥堵。（3）高峰时，通往西直门方向站台的扶梯客流较多，扶梯上客流较为拥堵，行人行为受到很大的限制，容易发生一定的危险。（4）高峰时，通往西直门站台总体客流密度较大，排队区域乘客较多。通往东直门方向站台的客流密度较小。但在左侧的楼梯口，由于楼梯设施在站台内，占用了较多的站台排队区域面积，导致该区域排队客流密度较大，甚至超越了通往西直门方向站台的客流密度，严重妨碍了通行的客流。3优化方案设计对客运系统进行合理性分析，以优化客运设施客流密度为标准，对客运设施布局进

13、行合理的优化。在对不同客运设施布局优化设计方案的基础下，提出两种龙泽站客运设施布局优化设计方案。3.1优化方案一在方案一中，在早高峰时将龙泽站厅两侧的闸机分别设置增加一个进站闸机，并在7:408:40期间关闭通往西直门方向站台的扶梯。在站台上，通往东直门站台右侧的楼扶梯改为只用楼梯。方案一的站台优化设计如图7所示。图7站台优化方案一Fig.7TheplatformoptimizationI3.2优化方案二在方案二中，在早高峰时将龙泽站厅两侧的闸机分别各设置增加两个进站闸机，并在7:408:40期间关闭通往西直门方向站台的扶梯。在站台上，通往东直门站台右侧的楼扶梯改为外架的楼扶梯。方案二的站台优

14、化设计如图8所示。图8站台优化方案二Fig.8TheplatformoptimizationII4优化设计方案服务水平评价系统的评价评价是通过一些归类的指标按照一定规则与方法，对评判对象从其某一方面或多方面的综合状况做出优劣评定。在对系统进行评价时，要从明确评价目标开始，通过评价目标来规定评价对象，并对其功能、特性和效果等属性进行科学的测定。就评价对象所能满足人们主观需要的程度和所消耗占用的资源情况进行评定，最后根据评价标准和主观判断，确定系统的综合评价值评价一方面是对系统的方案进行评价；但另一方面，在许多场合，评价就是为了对全部被评价对象进行排序(包括分类)，侧重于说明被评价对象之间的相对位

15、置根据HCM2000(道路通行能力手册)中对交通设施服务水平的定义为：描述行人步行所感受到的服务质量的一种标准。在城市轨道交通的环境下定义，客运设施服务水平即乘客通过城市轨道交通设施时所感受到服务质量的一种标准。服务水平的分级方式多种多样，分级方式也很多。在本文中，采用在美国公共交通通行能力和服务质量手册(第二版)TCQSM的服务水平分级指标，对龙泽站主要的客运设施进行评价。TCQSM是以人均占用空间为主要衡量指标。根据TCQSM的分级方式得到，客运设施的服务水平评价主要有楼梯、排队区域以及通道的服务水平构成。A、B、C三个等级是乘客处于自由流的状态，存在较为舒适的感觉，D、E、F三个等级会让

16、乘客感觉到明显的拥挤感。通过Anylogic仿真软件，对优化设计方案一和方案二进行客流的仿真，并得到客运设施的客流密度，并进行服务水平评价，对比客流密度较大的区域优化前后的服务水平评价。表1优化设计方案前后服务水平对比Table1thelevelofservicecomparisonaftertheoptimizingdesign优化方案、.J万案一万案一客运设施优化前人均占用面积(mz/p)优化前服务水平评价优化后人均占用面积(mz/p)提咼白分比优化后服务水平评价优化后人均占用面积(m2/p)提咼白分比优化后服务水平评价站厅右侧闸机区域0.43F0.5220.90%E0.639.50%E通

17、往西直门站台楼梯区域0.37F1.35264.90%C1.13205.40%C通往东直门站台左侧楼梯区域0.29E0.3934.50%D0.61110.30%D根据表1，方案一的优化后，客运设施的服务水平明显提升，尤其是通往西直门站台的楼梯，在停运扶梯使行人通过楼梯上楼后，服务水平评价从F”优化到了“C”。一般来说，方案优化的目标是使客运设施的服务水平达到“C”或者“D”。再者，只增加一个进站闸机是为了减缓客流进站速度，以防止站台客流密度过高。所以，总体来说方案一中的优化设计基本达到了优化的目标。方案二的优化后，客运设施的服务水平明显提升，尤其是通往西直门站台的楼梯，在停运扶梯使行人通过楼梯上

18、楼后，服务水平评价从“F”优化到了“C”。通往东直门站台左侧的楼梯区域，由于改成了外架的楼梯，完全不再占用排队区域客流的面积，优化后的人均占用面积大大的提高。就最后优化后的服务水平评价而言，与方案一优化后相同，基本达到了优化的目标。但方案二由于要拆除内设的楼扶梯，实际难度较大，这里选择方案一作为最后的优化方案。5结论本文主要对地铁13号线龙泽站进行了客流的调研，统计了客流设施的客流数据，并进行客流到达规律的整理分析。对早高峰时间段，客运设施服务水平和能力进行匹配程度的分析。通过Anylogic仿真软件，对地铁站客运设施最高峰客流进行了仿真，并服务水平进行了评价。针对现状中所存的问题，提出了对客

19、运设施的优化设计方案。针对闸机客流密度较大的现象，提出增加早高峰时期的进站闸机数量。针对通往西直门方向站台的扶梯客流密度较大的现象，处于安全和节能的方面考虑，提出在早高峰时关闭该区域的扶梯，使客流通过楼梯进入站台。针对通往东直门方向站台左侧的楼梯区域排队客流密度较大，提出将楼扶梯改建成只有楼梯或者改建成外架楼扶梯的设施，以减小对排队区域面积的现象。同时，提出两种方案，对方案中所优化设计进行合理性的分析，验证是否达到优化的目标。本次方案设计中选择方案一作为最后的优化方案。在本次方案中，没有考虑实际布局优化设计的成本与环境因素，因此所提出的优化方案设计在实际运用中，仍需要考虑优化工程实际的成本与环

20、境等一些因素。本文虽然在研究方面取得了一定的成果，但由于受到时间，人力，精力和能力的限制，仍存在着一定的不足和遗憾。今后，进一步可以研究的工作有：由于调研人数的有限，所调研的时间段和测得的客流数据较少。为进一步减小误差和提高方案的可信度，可以对地铁站调研时间和调研人数，以取得较完整的客流数据。龙泽站早高峰期间进站客流较多，出站客流很少。所以论文中所研究的是进站坐车的单向客流。进一步研究中，可以选择客流流向更为复杂的车站如换乘站，从而研究往返的客流流线。本文利用TCQSM服务水平评价标准对客运设施进行评价分析。进一步研究中，可根据实际情况，提出自己的服务水平评价方法，从而更合理地进行服务水平评价

21、，并建立贴合乘客进站乘客服务需求的评价系统。本文中对客运设施所提出的优化设计方案，只进行了理论的分析。为进一步对客运设施进行建设，需要对车站进行实地的采样分析，合理估计不同方案所需要的成本和可行性，并进行合理地客运设施优化改建。参考文献北京城建设计研究总院.地铁设计规范(GB501572003)M.中国计划出版社，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