文/郭華軍

1 前言

軌道交通大大緩解了城市的整體交通壓力，為人們的正常出行提供了很多便利。該類設(shè)備安全性能好、節(jié)能環(huán)保、社會效益明顯，為城市發(fā)展做出了突出貢獻。因此，為了更好地服務(wù)乘客，完成一系列的換乘作業(yè)，有必要對乘客的疏散能力和組織方法進行分析。

2 項目線路情況簡介

太原地鐵2 號線一期是太原市乃至山西省的首條軌道交通線路，全長23.647km；北起尖草坪區(qū)尖草坪站，途經(jīng)杏花嶺區(qū)、迎澤區(qū)，南至小店區(qū)西橋站，途經(jīng)人民路、長治路、解放路等太原中心線路，設(shè)車站23 座（全部為地下車站）、主變電所2 座、控制中心1 座，列車采用6 節(jié)編組A 型列車，并于2016年3月全面開工，2020年12月26日開通運營。

3 城市地鐵車站客流的相關(guān)內(nèi)容

3.1 客流對運輸組織的影響

3.1.1 影響線路列車運輸能力與運行效率

當(dāng)客流相對較大時，上下車時間相對較長，容易造成列車臨時延誤或延誤，直接降低列車運行效率；另外，列車的合理承載能力有限，列車接近飽和承載時仍在高速運行，存在一定的安全隱患。

3.1.2 影響車站、線路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的性能

巨大的客流將迫使車站運輸設(shè)施和固定設(shè)備進行高強度的連續(xù)工作，進而導(dǎo)致設(shè)施和設(shè)備容易發(fā)生故障。例如，售票機在高負(fù)荷和頻率下容易發(fā)生故障；列車將在滿載下繼續(xù)高速運行，將導(dǎo)致線路和開關(guān)的嚴(yán)重磨損[1]。

3.1.3 影響客服質(zhì)量與水平

大量客流的出現(xiàn)必然會產(chǎn)生大量的客流需求，這使得票務(wù)機構(gòu)的工作面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)。通常，乘客是排隊買票，考驗了自動售票機的性能和售票員的業(yè)務(wù)能力，要求售票員和相關(guān)設(shè)備連續(xù)工作，并確保快速、準(zhǔn)確、高強度。

3.1.4 乘客的負(fù)面情緒影響運輸安全

大客流發(fā)生時，客流數(shù)量巨大，客流人員構(gòu)成復(fù)雜。在擁擠的站臺和車廂中，乘客往往會產(chǎn)生沖動和不滿等負(fù)面情緒；而這很可能會導(dǎo)致乘客沖突，不僅會危及乘客的人身和財產(chǎn)安全，還會直接威脅交通安全。

3.2 客流組織的主要作用

城市地鐵運營需要承載大量客流，客觀上給相關(guān)管理部門帶來一定工作壓力。為保證乘客上下車安全，必須及時疏散乘客，引導(dǎo)乘客進入安全地帶，降低安全事故發(fā)生概率。此外，還需要組織乘客及時進入或離開一些重要的公共區(qū)域，以避免乘客路線上的擁堵。不同規(guī)模的城市地鐵客流組織方式存在一定差異，因此要根據(jù)車站實際情況制定合理的客流組織方案，以提高軌道交通車站整體服務(wù)水平。

4 仿真模型現(xiàn)狀分析

目前，城市軌道交通車站疏散能力評估仿真軟件和模型較多，主流的疏散仿真軟件多為國外開發(fā)研究，典型的有Building EXODUS 軟件、AnyLogic 仿真軟件、STEP 軟件、Sim Walk 軟件、Pathfinder 軟件、Legion 行人流仿真軟件等。但由于每一種軟件建立的模型均有其側(cè)重性，其參數(shù)也相對局限，故準(zhǔn)確率也會有所影響。如Shi Jianyong 等專業(yè)人員研究并提出的疏散仿真模型AIEva 是基于Agent 疏散動態(tài)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的，是規(guī)則推理和數(shù)值計算的結(jié)合，以此來模擬分析大型公共建筑疏散中的整體動態(tài)過程；Shi Congling等專業(yè)人員提出的城軌車站涵蓋疏散線路及其安全關(guān)鍵點的疏散策略，主要運用基于Agent 的網(wǎng)絡(luò)模型來模擬不同火災(zāi)工況下的疏散過程。

4.1 仿真軟件簡介

它是根據(jù)我國城市軌道交通運營的特點，并結(jié)合軌道交通建設(shè)和運營管理者以及乘客方面，從車站客運組織的安全、舒適及效率等角度考慮，由全球規(guī)劃和設(shè)計公司Arup 開發(fā)實現(xiàn)的集成基礎(chǔ)設(shè)施建模、仿真項目管理、客流分布仿真、客流分布及客運組織評價等功能模塊的MassMotion 行人仿真軟件，如圖1。

圖1 MassMotion 行人仿真軟件界面

4.2 評估模型

本文的研究評估借用了事件驅(qū)動的行人流模型、行人動力學(xué)模型、疏散驅(qū)動模型、乘客疏散行為模型等四種模型。

4.3 評估過程

本文的研究選取了太原地鐵2 號線一期的所有車站，并對其進行大客流疏運和疏散能力仿真評估。其中，大客流疏運仿真是對遠(yuǎn)期客流條件下車站客運組織瓶頸進行識別，以分析可能存在的影響疏散的因素。疏散仿真將以最不利于疏散的場景（即兩個方向列車同時到達(dá)、超高峰小時內(nèi)進出站及換乘客流）為背景，在不考慮應(yīng)急疏散措施實施的條件下，分析站臺層列車所載乘客及全部候車人員的總疏散時間。

相應(yīng)研究步驟如下（如圖2 所示）分為車站CAD 平面圖處理、建立車站設(shè)施設(shè)備模型、設(shè)定仿真參數(shù)（客流量、客流在站事件鏈）、運行常態(tài)仿真、間隔仿真后指標(biāo)（車站空間占用頻率、平均密度、最大密度、最大密度持續(xù)時間等）、列車到達(dá)時刻手動疏散指令、自動轉(zhuǎn)入疏散仿真等步驟，最后得出疏散時間，分析評估仿真結(jié)果。

5 仿真相關(guān)參數(shù)

5.1 仿真基本參數(shù)

行車組織參數(shù)：根據(jù)工程初步設(shè)計中行車組織設(shè)計遠(yuǎn)期2 號線高峰行車間隔為2.2min。各站停站時間為普通站30s，預(yù)計大客流站點35s。設(shè)定乘客常態(tài)下自由走行速度服從正態(tài)分布，均值為1.21m/s；疏散下自由速度同樣服從正態(tài)分布，均值為1.7m/s。根據(jù)高峰行車間隔，仿真預(yù)熱時間設(shè)定為5min，常態(tài)仿真時長為1h。常態(tài)仿真結(jié)束后，重新設(shè)置參數(shù)，開始疏散仿真，得到疏散時間。

5.2 車站客流參數(shù)

根據(jù)《太原市軌道交通2 號線一期工程初步設(shè)計總說明書》和《太原市軌道交通2 號線一期工程運營初期（2021-2023年）客流預(yù)測》，由分析可估測得到各站的客流情況。

根據(jù)初步設(shè)計總說明書中的初期與遠(yuǎn)期斷面客流比，可預(yù)估遠(yuǎn)期客流數(shù)約為初期客流的2.2 倍；結(jié)合《太原市軌道交通2 號線一期工程運營初期（2021-2023年）客流預(yù)測》，可得各站的上下客人數(shù)；根據(jù)《太原市軌道交通2 號線一期工程初步設(shè)計總說明書》遠(yuǎn)期高峰小時斷面客流特征，可得各站遠(yuǎn)期高峰小時斷面客流情況。

6 仿真結(jié)論

各站點最后仿真計算所得服務(wù)水平均為“大部分LOS A”，疏散客流滿足最大客流預(yù)測（含到站列車人員），疏散時間均小于6min。

7 城市地鐵車站客流的組織措施

經(jīng)核驗，當(dāng)發(fā)生緊急事件時，所有車站均能在6min內(nèi)將站內(nèi)客流全部疏散至站廳公共各區(qū)域或其他安全區(qū)域，公共區(qū)乘客人流密度等參數(shù)符合乘客疏散和安全運營要求。

在仿真模擬中，各站普遍存在狹小區(qū)域內(nèi)的擁堵問題（如閘機口、樓扶梯拐角、站臺部分候車區(qū)等地），建議遠(yuǎn)期時候在客流密集處加裝欄桿等來引導(dǎo)客流，提高閘機出入口和樓扶梯口處的通行效率。此外，約1/3 的車站疏散時間超過5min30s，建議在后續(xù)結(jié)合客流實際情況，進一步論證增加車站閘機等措施，并做好以下兩點來分散客流。

7.1 增加售檢票能力

售票時，應(yīng)提前準(zhǔn)備好車票和換票，并設(shè)置臨時售票亭。驗票時，應(yīng)將雙向檢票口改為單向檢票口，同時使用手持檢票機(PCA)加快驗票速度；加強對重點部位的指導(dǎo)和服務(wù)，在重點站點增加售票亭，設(shè)立臨時售票點售票；加強服務(wù)和客流組織，提高售票能力[2]。

7.2 做好進出站客流組織工作

客流組織的指導(dǎo)原則是保證乘客進出站路線暢通，加快進出站速度，使乘客安全、快速、有序地進出站。當(dāng)初期進出站客流很大，且平臺無法容納和承載更多客流時，應(yīng)暫停或減緩售票，關(guān)閉部分售票機，暫時關(guān)閉部分或全部出入口門，改變扶手方向，采用鐵欄桿引導(dǎo)進出；同時，設(shè)置部分出入口僅供進出，限制乘客出入，延長站臺疏散時間。延長車輛停站時間，讓盡可能多的乘客上車。當(dāng)平臺能夠容納和承載更多客流時，增加充電容量，打開車門入口方向和至平臺方向的扶手。在緊急情況下，可以采用緊急處理模式，如入口自由檢查模式、AFC 模式和緊急釋放模式。

8 結(jié)語

總體來說，太原地鐵2 號線一期各車站總體服務(wù)水平良好，以遠(yuǎn)期早高峰客流數(shù)據(jù)的仿真模擬情況來看，無車站出現(xiàn)大范圍、長時間的擁堵狀況，滿足軌道交通線路的正常運營要求。