换乘需求论文（精选3篇）
换乘需求论文 篇1
0 引 言
交通运输“十二五”规划纲要中明确提出:按照适度超前原则,统筹各种运输方式发展,构建便捷、安全、高效的综合运输体系。推进国家运输通道建设,基本建成国家快速铁路网和高速公路网,发展高速铁路,加强省际通道和国省干线公路建设,积极发展水运,完善港口和机场布局,改革空域管理体制。而基于机场的综合交通运输枢纽是未来机场规划建设的新模式和趋势。根据2010中国民航发展论坛《中国未来十年机场建设与发展的新趋势》的报告,民航局将全力打造以大中型机场为核心的综合交通枢纽,把机场建设成为汇集各种交通运输方式的“零换乘、无缝隙”交通枢纽,方便客货流在机场的快捷集散。目前全国42个大中型机场均已投入到综合交通枢纽的研究、规划与建设当中。例如,虹桥枢纽集民用航空、高速铁路、城际铁路、高速公路、磁浮、地铁、地面公交、出租汽车等多种交通方式于一体,可实现跨区域、大范围人流物流的快速集散,实现人流、物流的信、达、雅。
1 航空旅客出行特征
1.1航空出行需求特点
航空出行需求有以下特点:
1) 派生性运输需求。
旅客乘坐飞机是为了旅游、公务、探亲等本源性需求,运输不是其最终目的。
2) 广泛性与多样性。
现代人类生活和生产的各个方面都离不开运输,不论是单位还是个人,无论职业、年龄、收入水平都有可能产生航空运输需求,因此航空运输需求具有广泛性。正是因为航空运输需求具有广泛性,运输需求的种类也是繁多的,相应的,航空推行差别服务,例如国际和国内旅客运输,根据出行者收入水平,出行目的等,航空运输又针对不同的需求有差别提供头等舱、经济舱、公务舱等分类。
3) 波动性。
运输需求的波动性是指运输需求在一定时期内,所呈现的时间分布和空间分布的不均衡性,例如春节、五一、国庆黄金周的旅客运输需求明显高于平时。
4) 替代性。
航空运输需求在一定范围内是可以被替代的,特别是高速铁路带来的压力。例如郑州至西安的航班全程需70 min,加上往返时间以及办理登机手续的时间,共需3～4 h,郑西高铁开通后,其密集的发车班次和2 h的在途时间对此线路的航班产生巨大冲击,郑州到西安的航班已于2010年3月25日全部停飞。
1.2航空运输市场细分
航空运输市场可按4类划分:①旅客目的地,国际和国内;②出行目的,公务、探亲、访友、旅游、求学。一般,公务出行旅客是民航的最大消费群;③购票费用来源,公费、自费;④运输距离,长途、中途。
1.3影响航空运输市场需求的主要因素
影响航空运输市场需求的主要因素有以下几点:①出行时间,当需求主体要求在途时间短、有密集航班班次以供选择时通常选择航空运输;②经济发展水平,在世界范围内和国家范围内,经济发展水平高的国家和地区,旅客对航空运输的相对需求就高;③人均收入水平的高低,消费者收入与需求是一种正相关关系,收入越高,需求也就越大。但有一种特例,即低收入者的航空出行费由如工作单位等的第三方承担,此时人均收入不属于影响因素;④人口的结构和数量,人口越密集,可能的需求越大;高收入人群比例越高,可能的需求越大;中青年比老年人的需求多;⑤旅游业的发展,旅游业的发展催生出的运输需求导致航空运输的绝对运输量增加;⑥运价水平的高低,运价越高,相应的航空出行覆盖率较小,航空运输周转量较小,周转率越低,相反,运价越低,航空出行覆盖率越大,相应的运输量、运输周转量也越大;⑦运输业的发展水平,需求会促进运输业的发展,而运输业的发展会吸引更多的运输需求,将潜在需求变成现实需求;⑧消费者偏好。
2 基于机场的综合客运枢纽换乘需求分析
2.1枢纽服务对象
2.1.1 客流分类
基于机场的综合客运枢纽客流可分为以下5类:
1) 终到客流。
其目的地为机场所在城市或周边地区,基本特征是旅客从其它地区(国家)通过航空运输或者铁路运输等中长途运输方式到机场综合交通枢纽后,利用大运量、迅速集散的城市轨道交通等公共交通系统、私人交通工具进入市区,或乘坐中短途大巴疏散到城市周边地区。其中包括从外地返回的本地居民,也包括临时来此地的公务商务人员、休闲度假的游客等。
2) 始发客流。
以综合交通枢纽为出发地,其特征是通过其他交通方式汇集在综合交通枢纽,然后乘飞机或高速铁路到达其目的地。主要包括外出人员和公务、旅游结束后的返程旅客。
3) 中转客流。
需要在航空与航空间、高速铁路与高速铁路间、航空与高速铁路间相互换乘的客流。其特征是首先通过航空或高速铁路到达综合交通枢纽,经过一段时间的停留(短到十几min,长到1～2 d),在办理完中转手续后,乘其它班机或列车到达目的地。
4) 通过客流。
途径该地而不停留的旅客,其特征是不离开飞机或列车,停留时间很短。
5)接送客流。
集聚于在枢纽出入口处,停留时间短,流动快,所占比例小。
2.1.2 不同类型客流的服务需求
不同类型的客流在枢纽内及周边停留时间有长有短,旅客在枢纽及附近的活动对所需基础设施的要求也不同,可分为以下5类:①始发客流可能在枢纽附近产生住宿、就餐、游览观光、娱乐、购物等活动,他们的消费活动所产生的效益是枢纽及周边地区的商业、服务业的增长的重要组成部分;②终到客流在枢纽附近通常只进行少量的购物、餐饮、休闲,消费的商品和服务也相对少,时间较短;③中转客流需要在不同交通方式或同一具体方式不同交通工具间换乘,通常会在枢纽内部及周边进行购物、餐饮、住宿等活动;④通过客流在枢纽内基本不停留,飞机及列车内的服务设施就能满足其需求,这部分旅客对枢纽周边地区的商业、服务业的需求可以不考虑;⑤接送客流只有少量的住宿、就餐、休闲需求。
2.2枢纽接入的交通方式
综合客运枢纽接入的交通方式分2种:①航空、长途汽车、铁路等,这些交通方式承担不进入城市的过境客流运输,直接在枢纽内换乘航班、火车和长途汽车产生城际间运输;②机场巴士、城市轨道交通、出租车和社会车辆,旅客通过这些方式与城市内部交通系统联接。
2.3枢纽内客流和车流特征
综合枢纽的客流和车流来自多方向、多路径、多种目的、多种交通方式,但基本都与航空运输有关。客流方面具有到发量大而集中、多向集散和换乘、各小时段客流不均衡性等特征;车流方面是以公共客运为主,无论是火车、机场大巴、长途车、地铁均具有定时性、固定性等特征,出租车和私家车为辅。枢纽的特征即客流与车流的特征:方式多层次、客流多方向、流量大而发散。因此必须做好客流组织和管理,将换乘客流和到发客流分开,将车流和人流分开,既能各行其道,又能相互贯通,相互转换,构筑为一体化的客运交通集散中心。
3 基于机场的综合客运枢纽内部换乘组织
3.1枢纽的空间布局
目前综合客运枢纽正向大型化、综合化、立体化和功能多元化的发展,空间布局采用立体式。立体式布局是指枢纽内各种交通方式的设施在同一水平面上的投影完全重叠或少部分不重叠的布局,在枢纽内部各种交通方式在一幢交通建筑的室内或周边进行垂直或水平方向的最短距离换乘。在主体换乘大厅内通过自动扶梯或垂直电梯实现各种交通方式的相互衔接与联系,另一方面能与机场航站楼的立体分层式结构相呼应,一方面可减少占地面积,纵向连接各种交通方式。设计中应贯彻以人员流动为规划的核心主线,合理安排枢纽内各项交通设施空间布局,注重换乘设施一体化布置,体现各种交通方式之间在平面和立面布局方面高度“综合”,实现多种运输方式的有效集成和旅客的便捷换乘。
基于机场的综合客运枢纽一般所占空间较大,旅客通过枢纽到达航站楼或其他站场的步行距离较长,步行速度一般为3～4 km/h,不超过5 km/h,连续步行时间约3 min、换乘距离150～200 m为宜。当水平方向超过5 min和300 m时,应设置自动步行道[1]。
3.2交通流线组织
在基于机场的综合客运枢纽内,交通流线组织主要指人流、车流的组织。目前多采用平面流线分离设置和立体设计来进行流线组织,平面流线分离设置对地面空间的需求较大,并且在各种交通流之间存在一定的交叉;立体化设计则可以充分发挥各层面功能,使各项交通设施得到高效利用。各种交通流线的合理组织,可以减少或消除冲突,令枢纽内部各种交通方式的换乘衔接更加紧密。
交通组织设计原则:
1) 分块循环,快进快出。
为保证外部交通流的快速集散和干扰最少,应尽量将各种车流按目的地不同,分块循环,实现车流的快进快出。
2) 高进低出,到发分离。
根据目前国内在建和规划的综合客运枢纽分析,一般是按照高进低出的原则组织交通。同时为避免车流、人流的混行,实行到发分离。
3) 人车分流,避免交叉。
综合客运枢纽交通组织的最终目标是实现人流的快速集散,但这是基于安全的前提下,为保障安全,应尽量减少冲突点,相应的也要求实行人车分流。旅客乘坐交通工具达到枢纽出入口即进入枢纽内部通过步行和自动扶梯、楼梯、电梯等进行移动。
4) 公交优先,以人为本。
公交优先便于客流的快速集散和减少旅客在枢纽内的滞留时间,充分体现以人为本。换乘公共交通特别是城市轨道交通的客流是枢纽内客流的主要组成部分,未将轨道交通接入机场的在枢纽规划时应预留轨道交通用地。
5) 交通连续,衔接顺畅。
交通连续是交通高效运行的有效保障,因此,在综合客运枢纽交通组织中,应确保人流、车流的连续性,同时合理布置人、车结合点,使得衔接顺畅[2]。
3.3各种交通方式间运营衔接
枢纽内部的运营衔接主要包括2方面内容:运营时间上的衔接;运能上的衔接。通过对枢纽内部交通路线优化设计,并利用信息技术集成各种交通方式的运营调度系统,将城市轨道交通、城际铁路、长途汽车等的时刻表、行车间隔根据航班的到达时间进行调整、调度,使不同交通方式按照协调的秩序、合理的分布到达枢纽,让旅客能够方便地了解其行程并保证在一定的时间内实现中转。同时,相互换乘的交通方式要求运能匹配,其作为衡量枢纽内部各种交通方式协调性的重要指标,要求城市交通的集散能力与对外交通的运输能力相互匹配、相互协调[3]。由于航班受限于天气状况,要完善应急预案,例如末班航班晚点时应调整公共交通末班时间,以疏散旅客。
3.4客流引导标识
完善的信息诱导设施有助于乘客选择最佳行程路径,减少换乘的肓目性,从而达到提高枢纽换乘效率的目的。在大型化、综合化的枢纽里,使大量客流在多功能多层次的枢纽空间里面快速定位并找到到达目的地的路径是客流引导标识设计要实现的目标[4]。
基于机场的综合客运枢纽有别于一般的城市交通枢纽,其旅客类型复杂(包括不同国家、不同文化背景的旅客),旅客通常携带大件行李,换乘交通方式种类众多。标志、标识作为枢纽室内空间的重要构成元素,与不同空间的功能性紧密结合,是综合性高、复杂性强的交通建筑引导识别的基础,其设计应与航站楼、火车站、地铁站等站场标志、标识相统一,设计做到诱目性、连续性、空间性、先进性、通用性、国际性。
4 结束语
基于机场的综合客运枢纽的接入运输方式和客流特征决定了其独有的换乘需求特点和换乘组织方式,其规划和设计要贯彻“以人为本,以流为主”的原则,合理布局,引导客流,协调好各种交通方式之间的关系, 提高枢纽换乘系统效率。
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换乘需求论文 篇2
1 促进自行车与轨道交通换乘的意义
在公交优先政策下,各城市充分重视公共交通的规划设计。但是调查表明公共交通整体的分担率一直很低,小汽车交通仍然是公共交通强有力的竞争对手。私人小汽车相比轨道交通而言,仍然有不可比拟的优势,以至于我国小汽车拥有量居高不下,很重要的一个原因是,忽视了轨道交通方式的接入方式和输出方式,于是就导致了3个误区:首先,低估了轨道交通方式以外的方式,例如小汽车、步行和自行车等的作用;其次,在探讨轨道交通方式对环境的贡献作用时,忽略了对轨道交通接入方式和输出方式的考虑,因而其环保节能优势被夸大了;最后,对轨道交通方式而言,接入和输出方式往往是其最薄弱的环节,往往导致整个旅行时间和舒适性大打折扣。
因此,重视接入和输出方式对于提升轨道交通的竞争力至关重要。自行车换乘能节约能源、减少空气和噪声的污染。自行车换乘轨道交通取代小汽车的出行总里程越长,这种优势越明显。自行车换乘轨道交通还能减轻相应走廊和车站通道上的拥挤程度,减少轨道车站附近的机动车停车场数量。最后,自行车换乘能为轨道交通吸引更多的客流,提高轨道交通的经济效益。
2 自行车换乘轨道交通的选址原则
自行车换乘轨道交通,一方面增强了轨道交通的可达性,另一方面发挥了自行车在短距离出行方面的优势,特别在我们国家,自行车保有量很高,发展自行车换乘轨道交通具有良好的基础。但是长期以来自行车换乘轨道并没有引起相关部门的重视,即使在一些大城市的大多数轨道交通站点都建有自行车停车棚,但都缺乏系统的规划。另一方面,自行车换乘站并不是越多越好,必须结合实际情况进行合理选址。
2.1 选址的影响因素
2.1.1 出行目的
据统计,对于各种公共交通方式,自行车换乘的主导人群是职工和学生。表1是2001年在欧洲各国进行的一项关于自行车换乘的调查结果比较[3]。这两类人群在工作日因工作和学习出行,高频率的出行迫使他们选择较方便而又经济的方式,自行车成为他们从家到车站的首选。
2.1.2 主要作为的接入方式
自行车与轨道交通的换乘,主要是作为轨道交通的接入方式和输出方式。在出行中家一端,自行车可用性很高,而在活动端,由于自行车是不方便随身携带,也不被允许随便带上公交,因此自行车可用性并不高。自行车可用性的不同也导致了自行车在接入方式和输出方式中截然不同的分担率。表2是荷兰各种公共交通接入和输出方式中自行车分担率[2]。可以看出自行车在接入方式中所占的比例均大于其输出方式。
2.1.3 出行距离
对于城市轨道交通站点而言,不同衔接方式的服务范围也不一致。一般认为轨道交通吸引客流的空间范围大致形成了以步行、自行车和机动车为主体的三层衔接服务圈,其中自行车衔接服务圈是以城市轨道交通站点为中心大致为3 km范围的出行圈。在3～6.75 km的出行范围内,自行车与公共汽车形成竞争关系。考虑到公共交通的低服务水平,以及轨道站换乘的完善服务的吸引力,认为自行车换乘轨道交通平均出行距离为5.5 m。
2.1.4 位置
公共交通站点和车站的位置对自行车换乘的水平有很大的影响。郊区车站的换乘水平大于城区,小城镇和郊区高于大城市。在城市内部,中心区的车站相比边缘或者卫星城镇具有较低的水平。
2.1.5 小汽车的可用性
小汽车可以直接完成整个出行,或者代替自行车作为公共交通站点的接入方式。从这个意义上讲,小汽车的可用性将对人们是否选择自行车作为接驳方式产生重要影响。尽管如此,在小汽车可用性很高的情况下,优质的轨道交通服务仍然会吸引人们进行轨道交通换乘。德国慕尼黑48%～55%的自行车换乘者在调查当天都可以用小汽车,但在荷兰,只有12%的自行车换乘者可以有小汽车作为替代选择[3]。
2.1.6 气候和天气
气候和天气对自行车出行有很大的影响,因此也影响了自行车换乘的水平。一般来说,自行车换乘水平夏天远远高于冬天,好天气情况下明显高于坏天气。
2.2 自行车换乘轨道站点选址原则
依据以上分析,总结出自行车换乘轨道交通站点的选址原则:
1)市中心土地资源比较紧凑,自行车可达性不高,不适合发展自行车换乘,因此轨道交通换乘站点的位置尽量远离市中心;郊区和卫星城镇公共交通覆盖率不高,人们对自行车换乘也更加偏爱,有较宽阔的空间建设自行车停车棚;站点吸引范围内是以住宅区为主的用地,应重视换乘设施的规划与建设;中小城市更适合发展换乘。
2)气候和天气比较适合自行车出行的城市,应该利用天然优势,大力发展自行车换乘。另外,轨道交通站点设置的自行车停车场所要尽量遮阳避雨、防盗窃。
3)轨道线路较长,沿途经过中心区或者学校比较集中的区域,或者与此类线路换乘方便的线路,其沿线站点更适合发展自行车换乘。
4)小汽车保有量高对自行车换乘的影响依情况而定。当城市道路交通恶劣,或者小汽车拥有量较低,此类城市比较适合整体发展自行车换乘,反之,则依具体情况而定。
5)在住宅区附近的轨道站点要加强停车棚的建设,有必要的情况下还可以另外建设专门的停车场;在市中心附近或者大型工业园区附近的轨道站点,则依情况建设小规模的停车设施,或者不建,并且应重视与其他公共交通或者小汽车的衔接,同时适当发展自行车租赁等配套服务,以满足一些特殊出行,如观光、商务出行等需求。
3 自行车与轨道交通换乘需求预测
3.1 换乘站的吸引范围
到达轨道交通的方式可能有步行、自行车、公共汽车、出租车以及私人小汽车。当轨道站点有方便的自行车停车场时,人们会优先选择自行车;出租车及私人小汽车乘客在政策的适当诱导下,也会转化为自行车换乘轨道交通的用户。这里我们仅讨论自行车与公共汽车的竞争性。由于大多数停车场自行车收费与公交车车票价格相当,我国忽略费用的影响。在使用自行车换乘的情况下,从出发点达到轨道交通的总时间,包括自行车行驶时间以及存取时间;在乘坐公共汽车情况下,总时间包括达到公共站点的时间、等车时间、公共汽车内的时间以及离开公共汽车站点到达轨道交通车站的时间,计算公式为
式中:D为出行距离,km;V自为自行车平均速度;T存取为自行车平均存车或者取车时间;T侯为公交车平均候车时间;D步为平均步行到(离)站距离;V步为平均步行速度;V公为公交车平均速度。
设V自=9 km/h,T存取=1.5 min,T候=2 min,D步=500 min,V步=4 km/h。令T自=T公,计算得到自行车向公交车转换的适合距离为3.7 km。设步行的最佳范围为1.5 km,则公交两端步行距离最大为3 km,总出行距离为6.75 km,也就是说出发点与轨道交通车站达到6.75 km以下才是自行车—轨道交通换乘出行的合理范围。通常认为自行车出行距离的平均出行范围是5.5 km。
3.2 自行车换乘需求预测
需求预测的主要目的是对轨道站点的自行车停车场建设提供指导依据。进行预测时主要考虑5个方面的因素[6]:
1) 换乘吸引范围。即以轨道站点为中心半径约5.5 km的区域范围。
2) 长距离出行比例。一般出行距离大于7 km的比例为35.5%左右。
3) 人口结构比例。年老体弱和儿童不宜骑车出行,中、小学生一般就近入学,存车换乘的情况很少,换乘的主要是成年职工。
4) 轨道站点运量比例。轨道站点运量比例即该换乘点轨道站的运量与服务范围内所有拥有换乘点的公共交通运量的比例。
5) 换乘停放的自行车数量占自行车停放总量的比例。换乘站点自行车存车量有一少部分可能是附近公共汽车站点、商店、办事处等吸引的停车量,必须考虑在内。
根据以上分析,换乘点处自行车停车场停车需求量可以根据下式进行计算
式中:V为站点自行车停车需求量;P为吸引范围内成年职工人口数量;K1为吸引范围内自行车出行比例;K2为使用自行车长距离出行的比例;β为换乘站停放的自行车数量占自行车停放总量的比例。
4 重视配套服务建设
自行车停车场的配套服务对于促进自行车与轨道交通的换乘具有很重要的作用。荷兰早在20世纪70年代就制定了自行车总体规划(BMP),尤其重视促进自行车与公共交通之间的衔接,并进行了大量的试验及调查研究。我国也存在着自行车租赁等服务,但并没有受到政策的重视。
4.1 自行车租赁
自行车租赁的主要缺点是手续过于繁琐:身份证明、押金、租赁时间等,因此效果并不是很好。工作出行或者学习出行的主体,通常自备有自行车。自行车租赁的主要服务对象是非经常性出行,例如出差、探亲访友以及观光等目的的出行。在轨道出行的目的站点,自行车租赁对于各种出行均有着较高的需求,建议应该收取低廉的租金,以更多地吸引乘客使用轨道交通。
4.2 自行车安全锁
自行车安全锁[2]在国外兴起一时,但是效果很差,主要是租金高于人们的期望(每月租金为4.5欧元)。自行车安全锁主要用于无人看守的停车场,如郊区和城市边缘的轨道交通站点。
4.3 PT-自行车
“PT-自行车[2]”(Public Travel-Bicycle)或者“公共交通-自行车”解决自行车租赁的不方便。轨道交通乘客只需在一个专门的管理机构进行登记,办理一张卡片,并缴纳少额费用,就可以在任何配备PT-自行车的站点使用自行车。PT-自行车停放在普通的有人值守的停车场,或者专门的自行车安全锁处,有直接通道通往轨道交通站台。费用相似于城市公共汽车的往返票价。经常使用的乘客,例如那些利用自行车日常通勤的人,每月只需支付最大额度,便可以在整个月内在所有配备有PT-自行车的车站自由使用PT-自行车了。PT-自行车解决了输出出行,极大地提高了轨道交通“门-门”便利性,更使一些小汽车使用者转向轨道交通。
5 结束语
我国是世界上自行车保有量较高的国家,具有很便利的发展自行车换乘的条件。结合轨道交通发展的大好形势,发展自行车换乘是符合我国的具体国情的。要想提高轨道交通的竞争力,就必须合理选择自行车与轨道交通换乘站,加强轨道交通站点自行车停车场的建设,重视自行车换乘轨道交通的一些配套措施服务,尽量实行换乘免费停车的优惠政策,减少乘客的换乘成本,以鼓励更多乘客转向轨道交通。
摘要：自行车换乘轨道交通适合我国城市交通发展的要求。结合国内外经验,在对自行车与轨道交通换乘站影响因素进行分析的基础上,得出换乘站的选址原则,对换乘需求进行预测,为换乘站自行车停车场规划提供依据。自行车换乘轨道交通还必须重视配套设施的建设,以提高自行车换乘轨道交通的吸引力。
关键词：自行车换乘,影响因素,选址原则,需求预测
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换乘需求论文 篇3
地铁大客流疏运风险是当前网络化运营城市地铁所面对的主要风险之一[1,2]。以北京、上海地铁为例,北京地铁单日高峰客流已达到682.65万人次,正逼近700万人次大关,上海地铁世博会期间最高日客流达754.8万人次。地铁客流疏运过程为宏观疏运组织和微观个体行为的耦合过程,不仅仅是人群疏散动力学的问题[3,4],涉及个体运动行为学、车载运输、行车组织、运能、换乘方式、通道节点通行能力等因素[5,6,7,8]。地地铁换乘车站更是由于多条线路交叉,客流更是聚集。地铁换乘大致可分为同站台换乘、跨站台换乘、楼梯或电动扶梯换乘、站厅换乘、通道换乘、站外换乘等多种方式。其中通道换乘多是由于两个换乘站台主体较远,或两条线路交角的原因,只能通过通道换乘来完成,通道换乘类型在北京、上海、广州等城市地铁均有相应的实例。有些地铁车站由于地下空间局限,采用单通道换乘,即双方向换乘客流在同一个换乘通道内,这更给地铁车站特别是换乘通道带来了压力。
文章针对某单通道换乘车站,首先通过对车站通道的客流流向分析,分析给出了优化客流流线。并基于智能个体和矢量空间模拟技术,建立了该地铁换乘车站的二维疏运模型,根据高峰疏运客流,设定车站的客流矩阵,模拟了高峰时间段内的客流疏运过程,数值模拟结果显示了交叉客流、拥堵发生位置及原因,辨识了高风险位置,并提出了整改措施。
2单通道换乘车站介绍
计算模拟分析选的车站(以下简称ZCL站)为地下二层车站,通过站厅的换乘通道实现A线(车站所在线路)和B线的换乘,图1所示,换乘通道在站厅的一端。
车站站台为岛式站台,有效长度112m,宽度15m,中间有结构柱占有较多的站台空间。如图1所见,上下行线之间通过三个通道连通。
站台和站厅之间的楼扶梯设置在下行站台,共设置2台上行自动扶梯、2部2.2m宽步梯。站厅有效宽度9m,长100m,通向外界的出入口有2个,分别定义为东北出口(NE)、东北入口(SE)。另外一条换乘通道和B线换乘,长度61m,有效宽度7m,定义为西南口(SW)。站厅付费区设置9台出站闸机,非付费区设置13台进站闸机、14台自动售票机。
3客流流线分析
地铁车站客流的流向基本可以分为:同向客流、分隔客流、交汇客流、交叉客流、对冲客流;其中单向客流和有分隔的客流之间的社会力如摩擦力和排斥力较小,因此行动速度干扰较少,而交汇客流、交叉客流,特别是对冲客流之间的社会力会逐个增大,将引起客流的流动速度和通量降低,导致聚集。
因此为了尽可能的避免对冲和交叉客流,该车站可在换乘通道中间设置了隔离栏杆,用以分隔换乘通道内不同方向的换乘客流,如图2所示。B线换乘A线的客流沿着右侧进站通道行进,为了让客流在站台交汇区域变小,分离栏杆延长至中间下行楼梯附近,这样可以避免与左侧上行扶梯上来的换乘B线客流的流线交叉。但同时也可以看出,换乘客流的进站流线仍然与右侧上行扶梯的换乘B线的客流流线有交叉,同时与NE口和SE口进站的客流有一定的交叉。
站台层中间由于结构主体的存在,上行至站厅的通道只在一层站台部分。上行线站台的下车客流需要通过中间的3个通道(宽度分别为4.5m、4.5m、6m)进入下行方向的一侧站台,通过楼扶梯上行至站厅。因此为了避免上行线的进站客流与出站客流的交叉,设定上行线进站客流流线如图2所示,即上行线进站客流利用中间的通道、出站的客流利用两侧的通道出站,为此,两端的自动扶梯为上行方向,中间的2部步梯为进站客流使用。对于下行站台一侧,进站客流仍然会与下行线的出站客流有较长区域的交叉,特别是中间2个车厢附近,为此可分别在2个楼梯的右侧划出0.6m宽的通道,供下行线中间车箱附近的下车客流出站使用。
如图3规划客流流线,可尽可能的减少客流对冲、交叉、摩擦,但是由于该车站站台有效宽度和楼梯通过能力的固有缺陷,仍然会有流线交叉现象。
4车站客流疏运能力理论分析
除去其他客流交叉拥堵带来的影响因素,站台层通道的理论通行能力分析如下:
(1)上行站台的出站客流基本使用两端的上行扶梯,基于前期实验观测的结果[9],两侧扶梯的通行能力为:9600×0.75×2=14400人/小时,其中0.75是实际观测得到的系数。
(2)进站客流使用中间的步梯,基于前期研究的结果,中间步梯的通行能力为:4200×1.6×2=13440人/小时。
(3)部分下行站台的出站客流使用的是中间步梯隔出的通道,其通行能力为:3700×0.6×2=4440人/小时。
(4)上下行站台之间的通道通行能力分别为:左侧4.5×5000=22500人/小时;中间4.5×5000=22500人/小时;右侧6×5000=30000人/小时。
因此可见站台出站通道的节点在出站楼扶梯,理论通行能力为18840人/小时;进站通道的理论通行能力为13440人/小时。
站厅层通道的理论通行能力分析如下:
(1)9台出站闸机的通行能力为:2100×9=18800人/小时;13台进站闸机的通行能力为:2100×13=27300人/小时;
(2)换乘通道内进站通道的通行能力为:5000×2.5=12500人/小时;
(3)换乘通道内出站通道的通行能力为:5000×3.5=17500人/小时;
根据车站实际运行的客流观测,设定ZCL站初期早高峰小时客流如表1所示,其中:(1)A线上行线下车客流为7680人/小时,行车间隔3分钟;其中下车客流总20%通过东南口和东北口出站,80%客流换乘B线;(2)同样,A线下行线下车客流为7680人/小时,行车间隔3分钟;其中下车客流总20%通过东南口和东北口出站,80%客流换乘B线;(3)B线换乘A线的进站客流为10289人/小时,其中45%的客流至A线上行线,55%客流至A线下行站台乘车;(4)东南口和东北口的进站客流分别为1747人/小时;其中有5%的客流为下穿通道客流,不进入付费区;5%的客流通过A线站厅进站直接换乘B线;剩余分别有45%的客流到上行站台和下行站台乘车。
按照节点通行能力分析,地铁安全运行时,应该控制人员进行方向的通道内先前节点的通行能力大于后方节点的通行能力,例如以进站方向为例分析,换乘通道进站方向通道和进站闸机的通行能力之和要小于站厅至站台方向通道的通行能力。
通过实际客流和理论通行能力的比较,可见:
(1)站厅下行至站台的通道通行能力为13440人/小时,远小于换乘通道进站方向通道和进站闸机的通行能力之和,因此要限制进站闸机的数量,避免通过NE和SE入口进入的客流过多的涌入站厅付费区。因此可只开两个进站闸机(4200),可满足进站客流(3319人/小时)需要。同时,实际进入站台的客流为13434人/小时,几乎达到站厅下行通行能力的满负荷值,因此进站客流可能会在下行通道处发生聚集和拥堵。
(2)站台上行至站台的通过能力为14400人/小时,而实际客流为15360人/小时,因此完全通过两侧的扶梯疏散出站客流,疏散能力是不够的,因此在2个中间步梯隔出一个0.6m的通道,供A线下行线部分客流出站使用,一定程度上弥补出站能力不足的问题,但仍然可能会导致乘客滞留。
(3)换乘通道的进站通行能力(12500人/小时)满足进站实际客流(10289人/小时)的需要。同时换乘通道的出站方向通行能力(17500人/小时)满足出A线换乘B线客流(12463人/小时)的需要。
(4)出站闸机、自动售票机的通行能力满足大客流疏运需求。
5大客流疏运过程模拟仿真分析
通过前面的分析,可见该车站在站台楼扶梯布置位置、客流行进流线和通道通过能力存在固有缺陷,可能导致大客流疏运时的拥塞。这里通过数值模拟的方法,模拟客流高峰时间段内的疏运过程,辨识高风险位置,并提出改进措施。
5.1计算模型
利用先前研究所建立的地铁客流疏运模拟方法[1],基于智能个体和矢量空间技术的行人仿真动力学模型Legion,建立该地铁车站疏运模型。具体的地铁疏运过程的模拟实现方法可参考先前的研究结果[1]。这里根据行车间隔、实际运行状况,建立了该单通道车站客流进站、出站、换乘、购票、检票、上车、下车等微观动力学模拟设置方法。典型模型设置如图3所示,图4为自动售票机排队购票的设置,包括延迟点和队列。图5为人工售票窗口的设置,包括2个延迟点和1个队列。通过对南京、北京和广州地铁的进行实验测试[1],得到基本延迟时间如下:闸机平均时间延迟:1-1.2s;自动售票机平均延迟时间:20s;人工售票窗口延迟时间:20-40s,平均为30s。
5.2客流曲线设置
根据客流矩阵设定各起点(Origin)的1小时的客流曲线,其中包括到达各个迄点(Destination)的一定比例的客流量,典型曲线如图6-8所示。A线上下行线的行车间隔均为3分钟,因此设定每次到达列车下车客流为384人,如图6所示。下行线列车到达与上行线错开1.5分钟。
图7、8为东北和东南出入口的进站客流,图9为B线换乘A线进站客流,B线的行车间隔也为3分钟,设置B线上下行线列车到达时刻相隔1.5分钟。
行人运动参数设置:根据对乘客速度的统计和观测实验[1,9],设定行人的最大速度分布,其中性别、年龄对速度有一定的影响,模拟考虑了这种差异。同时考虑乘客是否携带行李,及在楼扶梯通道选择中的从众效应、对拥挤的反应等[10]。
5.3客流疏运模拟结果分析与讨论
这里主要关注与客流疏运过程的空间人员密度、客流滞留、客流交叉等高风险位置。
5.3.1 客流拥堵区域及密度
图10为典型疏运场景,图11显示了时间平均的高密度区域。由图可以看出,高密度区域发生在换乘通道的进站通道内、下行站台的楼梯入口、上行扶梯位置,15分时(上行线列车即将进站)车站这些位置已经产生较大区域的拥堵和滞留,模拟表明,右侧上行扶梯处的拥堵较左侧扶梯的严重,站厅右侧扶梯出口位置也出现了较大范围的滞留,最大密度达到6人/m2。
图10显示,在A换乘B线的通道内、2个出入口通道内、出站闸机、站厅非付费区、站厅左侧扶梯出口、购票机处没有发生聚集。由于仅开启了2个进站闸机,靠近自动售票机附近的闸机入口处有少量乘客拥塞,如图12所示。
5.3.2 空间使用率情况
图13为一个小时时间内大客流疏运时的车站空间的使用率。由图可见圆圈位置的使用频率较高,特别是建筑结构拐角位置、楼扶梯位置、站台候车区及闸机位置,同时在付费区有人流交叉现象。
5.3.3 客流交叉
模拟发现,在下行站台的两个楼梯附近,由于该位置站台较窄,宽仅为2m,同时进站客流仍然会与下行线的出站客流有较长区域的交叉,特别是中间2个车厢附近,导致该区域两个方向的客流对冲,容易发生客流拥堵,如图14所示。进而导致楼梯上的客流无法下行,直接导致的后果是站厅楼梯入口位置的拥堵区域越来越大,在站厅产生滞留,如图15所示。
从图15还可以看出,由于站厅右侧扶梯上来的换乘客流与B线换乘A线的下行客流有交叉现象,当下行楼梯入口处的乘客不断聚集和滞留,会阻碍右侧扶梯上来的换乘B线的客流,因此在圆圈位置出现客流的聚集,并越聚越多,进而阻碍B线换乘客流进入站厅,导致换乘通道内的人员聚集和密度增加。同时,可以看出由于左侧扶梯上来的人流和其他客流交叉较少,因此该扶梯出入位置没有乘客聚集现象,由图11也可以看出。但是右侧扶梯上来的客流受阻后,进而会导致右侧站台的客流无法及时疏散,导致右侧扶梯入口处的乘客越来越多,如果无法及时疏导,当下行线列车再次进站时,可能会导致乘客无法下车。
5.3.4 客流组织建议
鉴于本车站站台空间首限、客流行进流线和通道通过能力存在着固有缺陷,模拟发现大客流疏运时会发生较严重的拥塞。高风险位置在中间楼梯位置、两侧扶梯入口位置、站厅附费区位置,建议在这些区域设置加强动态监控,高峰客流时,增加工作人员,加强人员疏导。同时鉴于通道能力不足,建议未来增加站台/站厅的疏散通道,针对站厅客流交叉问题,建议另外增加换乘通道,避免客流交叉和聚集。
6结论
(1)文章针对某单通道换乘车站,首先通过对车站通道的客流流向分析,分析给出了优化客流流线尽可能的减少客流对冲、交叉、摩擦,但是由于该车站站台有效宽度和楼梯通过能力的固有缺陷,仍然会有流线交叉现象,阐释了客流流线交叉位置。
(2)通过疏运能力的理论分析,核算了车站各通道节点理论通过能力及实际疏运能力,与实际客流比较可见,该车站在在站厅下行楼梯处、站台两侧上行扶梯位置可能会发生聚集和拥堵。
(3)并基于智能个体和矢量空间模拟技术,建立了该地铁换乘车站的二维疏运模型,根据最大理论疏运客流,设定车站的客流矩阵,模拟了客流高峰时间段内的客流疏运过程,数值模拟结果显示了交叉客流、拥堵发生位置,并阐释了根本的原因,辨识了高风险位置在中间楼梯位置、两侧扶梯入口位置、站厅附费区位置。
(4)建议该车站在这些高风险区域设置加强动态监控,高峰客流时增设工作人员,加强人员疏导。建议解决该车站的根本措施是未来增加站台/站厅的疏散通道,并针对站厅客流交叉问题,建议另外增加换乘通道,避免客流交叉和聚集。
摘要：为了研究通道换乘地铁车站的客流疏运过程及风险点,文章针对某单通道换乘车站,通过对车站通道和客流分析,提出了优化的客流流线;并基于智能个体和矢量空间模拟技术,建立了地铁换乘车站的疏运模型,模拟了高峰时间段内的客流疏运过程。数值模拟结果显示了交叉客流、拥堵发生位置及原因,辨识了高风险位置,并提出了整改措施。文章提出的模拟方法和结论可为国内外类似车站制定客流组织方案及通道设计提供参考。
关键词：地铁,换乘车站,通道换乘,客流疏运,模拟
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