張 敏，韋凌翔，茹小磊，趙丹婷

(長安大學 公路學院，陜西 西安 710064)*

0 引言

由于城市地鐵系統(tǒng)具有運量大、速度快、準點性高等其他交通方式無法替代的優(yōu)勢，使其成為了城市公共交通系統(tǒng)的重要組成部分［1-2］.自1969～2014年初，城市地鐵系統(tǒng)在我國的北京、上海、廣州、南京、西安等二十余個城市已經建成運行.通過在長期大規(guī)模的地鐵建設中的不斷摸索以及其技術的不斷進步，我國城市地鐵在投資、建設、運營和管理等方面不斷發(fā)展并走向成熟和完善［3-4］.其中，地鐵站臺等待區(qū)域作為乘客等待上車的集散區(qū)域，制定相應的服務水平標準、研究其乘客密度等交通參數特性對提升站臺等待區(qū)服務質量以及保證乘客上下通行效率具有重要意義.

乘客在地鐵站臺等待區(qū)的服務水平受多種因素的影響，同一國家不同手冊、不同發(fā)展時期同一手冊所制定的行人服務水平劃分標準均存在較大的差異性.而國內在《地鐵設計規(guī)范》只是對其站臺設計的尺寸制定了相關的設計規(guī)范，并未對其相應的服務水平等級進行界定.因此有必要開展針對我國城市地鐵站臺等待區(qū)服務水平劃分以及乘客密度特性方面的研究.目前，行人設施服務水平的研究方法［5-6］可分為:基于行人占用空間、基于步行環(huán)境質量、基于定性因素分析、基于數學模型、基于行人感知等五類服務水平劃分方法.事實上，對乘客設施的服務水平感受最深、最直接的是乘客設施的使用者.

目前國內外對基于使用者感知的服務水平方面進行了一些研究，取得了一定的研究成果［6-9］.以上研究成果中服務水平的研究對象主要集中在機場與地鐵通道，而地鐵站臺等待區(qū)作為乘客等待上車的集散區(qū)域，服務水平劃分標準的研究對提升站臺等待區(qū)服務質量以及保證乘客上下通行效率具有重要意義.基于以上論述，本文擬以西安市地鐵為例，運用乘客傾向選擇的調查方法，對西安市地鐵站臺等待區(qū)服務水平的判定進行研究，并與美國《公共交通通行能力和服務質量手冊(TCQSM原著第 2版)》(其他部分簡稱《TCQSM》)、《道路通行能力(HCM2000)》(其他部分簡稱《HCM》)中規(guī)定的關于行人在等待區(qū)的服務水平劃分標準進行了對比分析，此外運用此判定標準對地鐵2號線沿線具有代表性站點的站臺等待區(qū)服務水平進行實例驗證分析.

1 SP調查與服務水平劃分結果

1.1 調查基本實現與原理

交通調查所選用的方法是乘客問卷調查方法.基本調查思想是［7，10］:乘客在回答問卷調查時，將根據自己對站臺等待區(qū)的不同擁擠程度的感知，及對應的各等級服務水平描述，從各照片列表中選出與自身認可的各等級相對應的圖片.這種處理方法是為了減少乘客的選擇信息，力求問卷簡單可行.

本文的調查問卷在使用對站臺等待區(qū)實景照片的基礎上，借助MATLAB編程模擬不同密度的乘客散點分布圖，提高被調查者對區(qū)域乘客擁擠度的平面直觀感受.

對地鐵站臺等待區(qū)而言，其服務水平等級可以使用反映乘客微觀交通特性的指標(乘客空間需求等)和反映乘客宏觀交通特性的指標(人群密度等)進行劃分.參考《TCQSM》中各類行人設施的分級描述確定了站臺等待區(qū)的服務水平描述(如表1).

表1 站臺等待區(qū)行人服務水平分級問卷描述

1.2 調查數據處理方法

首先，對設計的圖片進行數據處理，根據區(qū)域面積以及乘客人數，得到每張圖片的乘客密度.其次，根據乘客對照片的選擇結果，將所得數據進行處理，確定對應的服務水平的上下界.此外，由于西安等國內各城市的地鐵建設尚處于發(fā)展期，為保證服務水平劃分結果具有長期適用性以及可移植性等應用需求，本文把乘客選擇的結果作為各等級服務水平的下界，其上界可以用高一級服務水平的下界確定.其中，最低等級的F級服務水平無須確定下界，調查數據僅供校核.根據調查問卷的選擇結果，可以直觀得到站臺等待區(qū)服務水平的邊界值.乘客需求空間下界值(Di)由式(1)確定，具體如下［7-8］.

式中:Dij為i服務水平的第j張圖片的乘客需求空間;fij為i服務水平的第j張圖片被選擇頻數.

1.3 調查結果與服務水平劃分

本文根據以上調查設計了《地鐵車站站臺等候區(qū)域乘客擁擠度感知調查問卷》，調查方式分為兩種:①通過網絡向西安市市民發(fā)放電子問卷;②在西安市地鐵站點隨機向乘客發(fā)放調查問卷進行現場調查.按照調查數據處理方法得出了站臺等待區(qū)5個服務水平等級下相應的乘客密度與空間占有率(乘客密度與空間占有率互為倒數關系)下界值，如表2所示.將此服務水平的劃分標準與《TCQSM》、《HCM》(注:2010年版《HCM》將行人等待區(qū)域服務水平等級劃分部分省略，故本文參照2000年版《HCM》的相應劃分標準)的空間占有率下界以及乘客密度下界對比可以看出，本文得到的西安市站臺等待區(qū)的服務水平劃分標準略低，即西安市地鐵站臺等待區(qū)乘客所感受的服務水平低于美國的服務水平.其主要原因為:中國西安市居民(黃種人)的體形較美國城市居民(白種人、黑種人)體型相對較小、西安市等大城市居民忍耐性較高等差異性［8-9］.

表2 乘客在不同服務水平下的乘客密度和占有空間下界值

2 乘客密度采集與服務水平評價

2.1 乘客密度采集

2.1.1 調查方法

為了準確獲取乘客在地鐵站站臺等待區(qū)乘客密度的時空特性，采用錄像機記錄的視頻信息進行地鐵內乘客密度數據采集的方法，即錄像采集法.錄像采集法是目前行人調查中廣泛采用的調查方法，具備存儲便捷，可以重訪獲取細節(jié)信息的優(yōu)點［11-12］.其中，行人密度計算公式如式(2)，乘客空間占有率計算式(3)所示［13］，其計算示意圖如圖1所示.

圖1 乘客密度計算示意圖

將所有數據信息錄入數據處理表格中，以便分析乘客密度和空間占有率的時空特性.

式中:K為地鐵內站點等待區(qū)的乘客交通流密度，p/(m2·min);N為單位時間(min)在站臺等待區(qū)的乘客平均數量，p;A為站臺等待區(qū)的面積，m2;L為地鐵站臺等待區(qū)的長度，m;W為地鐵站臺等待區(qū)的長度，m;S為地鐵內站點等待區(qū)的乘客空間占有率，m2/(p·min).

2.1.2 調查站點與時段的選取

為保證調查位置全面覆蓋不同特征站點，選取西安市地鐵2號線的起始站(北客站和韋曲南站)、換乘站點(北大街站)、客流集散較大站點(鐘樓站、體育場站、小寨站、會展中心站)共計7個站點上行、下行的站臺等待區(qū)為調查站點，位置如圖2所示.為了得到調查站點在運行時段的乘客密度的時空分布數據，并考慮乘客密度數據的調查需要確定一個連續(xù)漸變的時段，因此，乘客密度觀測的時間為工作日(周三)和非工作日(周六)晚高峰17∶00～19∶00.確定目標車站的站臺等待區(qū)后，選取區(qū)域內一段寬W，長L的區(qū)域作為拍攝區(qū)域，為便于在視頻數據提取時更準確判斷出行人是否處于該區(qū)域，邊界盡量選擇有明顯標識的邊線.

圖2 調查站點位置分布圖

2.1.3 站點調查位置設計

由于地鐵站臺等待區(qū)具有數量多、乘客密度與其距樓梯出入口的距離呈正相關性等特點，通過設置合理的錄像采集點表征整個站臺的乘客密度特性至關重要［10，13］.為此，本文對所需調查的7個站點的站臺等待區(qū)面積、數量以及其排隊等候區(qū)與樓梯出入的距離進行了實地測量與調查，設計了每個站點設置6個代表性的錄像位置(上下行各3個)的調查位置選取方案.

2.2 數據處理與服務水平評價

首先，根據錄像采集的數據，記錄被觀測站臺等待區(qū)乘客密度數據;其次，根據式(2)計算乘客密度，對每個站點同一方向的3個觀測點的乘客密度數據取平均值得到7個站點兩個方向工作日、非工作日的乘客密度參數，根據乘客密度按照式(3)計算相應的乘客空間占有率參數;最后，依據本文建立的地鐵站臺等待區(qū)服務水平劃分標準(表2)，計算7個站點工作日與非工作日上、下行的服務水平評價圖如圖3所示(上行表示開往北客站方向，下行表示開往韋曲南站).

圖3 服務水平評價圖

由圖3可得出以下結論:①始發(fā)站(韋曲南站、北客站)均處于B級服務水平，表明始發(fā)站站臺等待區(qū)的乘客的所進行的活動基本不受到限制;②會展中心站、小寨站、體育場站、鐘樓站四個客流集散較大站點大部分處于C級服務水平，表明人流密度處于在個人的舒適范圍之內，此外，體育場站工作日的上、下行方向處于B級服務水平(乘客的所進行的活動基本不受到限制)、小寨站非工作日的下行方向處于D級服務水平(乘客在隊伍中受到很大的限制);③北大街換乘站點的工作日下行方向以及非工作日的上、下行方向均為D級，表明乘客在隊伍中受到很大的限制，只能作為整體向前移動，在此人流密度下長時間等待是不舒適的，只有工作日的上行方向為C級服務水平(人流密度處于在個人的舒適范圍之內).綜上所述，以上得出的結論與實際中在相應時段對應站點的候車感受基本一致，驗證了服務水平劃分標準在西安市的適用性.

3 結論

(1)西安市站臺等待區(qū)的服務水平劃分標準略低于美國《TCQSM》、《HCM》的相關標準，即西安市地鐵站臺等待區(qū)乘客所感受的服務水平低于美國的服務水平;

(2)對服務水平實例判定的結果與實際中在相應時段對應站點的候車感受基本一致，驗證了服務水平劃分標準在西安市等國內地鐵已建或者待建城市的適用性以及可移植性.

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