城市軌道交通車站通道聯合通行能力的研究

金建剛　張寧

【摘 要】研究了現有的通道通行能力的計算方法，結合了設施之間的相關系數的概念，分析了車站各設施對通道通行能力的影響，提出了聯合通行能力的概念。利用地鐵站客流數據分析了與通道關聯的其他設施對通道通行能力的影響因子，得出了其他設施對通道影響后的修正系數，提高了通道設計的合理性，使地鐵車站通道設計的準確性提升到了一個新的高度。

【關鍵詞】通道；通行能力；聯合通行能力；修正系數

1 車站通道設施現狀

近年來我國許多城市的軌道交通得到了迅速的發展。隨著乘客數量的不斷增長，對軌道交通內部設施也提出了更高的要求，通道是車站設施的重要組成部分，國內外許多專家在這方面進行了研究。南海超等在《地鐵車站客流服務水平與通道寬度關系的探索》中，通過實例調查成都市客流到達規律，并結合服務水平建立行人系統仿真模擬，對通道通過能力與服務水平進行了初步的探討[1]。Jodie Y.S.Lee等在《雙向混行人流交叉人行道的新式乘客服務水平等級》中，通過問卷調查，研究在混行人行通道情況下乘客服務水平等級，彌補了現行的乘客服務水平只適用于單向的人行通道[2]。

隨著軌道交通的進一步完善，車站內的設施設計也在不斷地優化，但目前通道設計中還存在著一些不足，主要表現在以下幾個方面：

（1）通道通行能力的設計有一定程度上的不合理性，主要體現在上下班高峰期，由于設施布局的設計與實際客流環境存在一些偏差，會形成客流阻塞和停滯現象，導致通道的服務水平下降。

（2）通道與其他設施的銜接略有欠缺，主要體現在自動售票機以及閘機處形成的排隊對通道的通行能力產生了一定的影響。而現階段的設計則沒有充分考慮這些影響因素，因此在通道與其他設施的匹配性上存在一定的偏差。

本文所討論的通道指的是出入口端部至進入收費服務區之前的通道，不包括站內人行通道等。

2 通道聯合通行能力

2.1 通道聯合同行能力的定義

車站通道的通行能力是指根據通道實際情況，在一定的客流組織方法、技術作業過程條件下，在單位時間內，所能通過或容納的最大旅客人數[3]。

現有的通道通行能力的定義只從通道設施單一角度分析，不考慮到其他因素的影響，于是提出了通道聯合通行能力的概念。通道聯合通行能力是指考慮與通道直接相連接的其他設施的通行能力，計入它們對通道的影響之后得出的通道實際通行能力。相比于之前的通道通行能力的定義，通道聯合通行能力綜合考慮了其他設備的布設如閘機和自動售票機等對通道通行能力的影響。可以通過分析其他相關聯設施對通道設施的影響，得出修正系數，對原有的通行能力進行修正，使通道設計更加合理。

2.2 自動售票機的影響

自動售票機一般設置在通道的一側。通常客流量較大的車站，客流在自動售票機前形成排隊現象，會導致通道的實際通行寬度縮短，從而導致通道的實際通行能力的下降。現以南京珠江路地鐵站為例進行分析。珠江路地鐵站的平面布局圖如圖1所示。

珠江路地鐵站現有12臺自動售票機，全部設在通道一側，其中7號到12號設在兩出入口之間的通道上。而如果7號到12號的自動售票機上形成排隊，則會影響其他乘客進入車站內，在自動售票機處會形成擁堵。當乘客購票速率大于進站客流步速時，則不會在售票機處形成排隊；反之，乘客購票速率小于進站客流步速時，就會在售票機處形成排隊。

2.3 閘機的影響

閘機與通道直接相連，直接影響了通道的通行能力。如圖1所示，珠江路地鐵站共有四個閘機組，其中A、B為進站閘機組，C、D為出站閘機組。閘機組的通行能力大小，直接決定了通道內是否會形成擁堵。

以進站情況為例。倘若客流在閘機A、B處形成了排隊，則必定會影響后續客流的行進速率。當客流速率大于閘機通過速率時，就會在閘機處形成排隊；當客流速率小于閘機通過速率時，就不會在閘機處形成排隊。

假設原閘機處不布設閘機，則相當于通道，此時原閘機處人群的通過率和通道任意一處相同，當布設了閘機后，則根據閘機單人通過的速率，來判斷此處是否會形成排隊。另外，閘機組的閘機數也對是否形成排隊有重要的影響。閘機數量越多，則單位時間內通過的人數也就越多，這樣可以減小排隊事件發生的概率。

3 通道設施通行能力的計算

3.1 自動售票機影響時的修正系數

當自動售票機前形成排隊時，必然會阻塞一部分人群的前進。由于排隊長度的存在，會縮小售票機處的通道可行寬度。考慮自動售票機的作用時，主要考慮自動售票機處的排隊長度對通道實際可行寬度的影響，從而得到相應的修正系數（見式1）。

部分地區的設計手冊針對自動售票機的配置做了附加規定：自動售票機的服務及維修均為正面作業，自動售票機前預留3m的排隊空間，并且每一區位至少有2部自動售票機。此外，基于配置空間的考慮，應預留 50% 的擴充能力。顯然，3m只是作為一個理想的最大值，現實情況下，一般小于3m。

3.2 閘機影響的修正系數

閘機處形成的排隊，也會影響通道的通行能力，但是這種影響和自動售票機處排隊對通道通行能力的影響不同。自動售票機一般設在出入口附近，是乘客進入車站必須經過的，從自動售票機到閘機處，乘客的數量還是很多的。然而，當乘客到達閘機時，無需考慮閘機處排隊長度對乘客往前走的影響。閘機處的排隊主要對從出入口到閘機部分的通道的通行能力產生影響。

閘機對通道通行能力的影響可以從閘機通過速率和閘機數量兩方面進行分析。

3.2.1 閘機通過速率

閘機通過速率和通道人群速率作對比，可以得到在閘機處的延誤程度（一般情況下，閘機的通過速率小于人群的步行速率）。所得的延誤率即閘機通過速率與人群步行速率之比即可作為閘機通過速率對通道通行能力的影響系數。

閘機的通過速率又與閘機類型有關。據地鐵規范，可知各類閘機的通過速率見表1。

通過能力參考值

3.2.2 閘機數量

閘機數量決定了單位時間內閘機處通過的人數，由于閘機的分布和乘客進入車站對閘機的選擇，導致許多閘機出現空置或者少用現象，如果在分析閘機數量對通道通行能力的影響時把所有的閘機都考慮進去，則誤差就會比較大，因此提出一個閘機有效使用數量的概念：

假設一組閘機的所有間斷客流全部由幾臺閘機按最大通行能力通過，此時的閘機數量，定義為閘機有效使用數量。

4 結語

現有的通道設計中存在著一些不足，從本文中可以看出，設備之間的相互影響是不容忽視的。而在車站設備設計中，往往單一考慮了一個設備，而忽略了其他設備對它的影響，因此在實際建成后往往會出現擁堵現象。本文提出了聯合通行能力正是為了解決這個問題。聯合通行能力的提出，很好地把車站各設備聯系到一起，使車站從一個整體的角度進行設計，這樣很好地解決了由于設備之間的相互影響所帶來的乘客流擁堵和瓶頸問題。這對以后車站設備設計是一個很好的參考。

【參考文獻】

[1]南海超，胡路，王文謹.地鐵車站客流服務水平與通道寬度關系的探索[J].鐵道勘察，2009（2）：109-113.

[2]Jodie Y.S.Lee，P.K.Goh，William H.K.Lam.New Level-of-Service Standard for Signalized Crosswalks With Bi-Directional Pedestrian now[J]. Journal of Transportation Engineering， 2005， 12.

[3]馬杰.城市軌道交通車站通行設施通過能力研究[D].北京：北京交通大學，2010.

[4]王洪臣.城市軌道交通車站行人交通微觀特性研究[D].南京：東南大學，2013.

[責任編輯：楊玉潔]