解決動態(tài)環(huán)境下地鐵換乘方式優(yōu)化問題的研究

□ 孫佩茹

(武漢科技大學(xué)， 湖北 武漢 430070)

近年來，我國經(jīng)濟保持高速發(fā)展，城市人口數(shù)量也在逐漸增多，給城市交通發(fā)展帶來了一定的壓力。優(yōu)化城市交通成為解決交通問題的關(guān)鍵。

地鐵車站是地鐵線網(wǎng)中的重要樞紐，為乘客們提供升降乘坐、候車等待、換乘路線等服務(wù)，是地鐵交通網(wǎng)絡(luò)連接外界的樞紐，也是市民直接體驗地鐵服務(wù)的方式。地鐵換乘站復(fù)雜程度相較于普通車站更高，換乘站一般是兩條或多條路線交匯站點，站內(nèi)客流量大，管理難度也較高，換乘車站的服務(wù)水平高低會影響地鐵線網(wǎng)的運營水平。因此，對現(xiàn)有的換乘方式進行分析，在基于乘客滿意度的條件下，對現(xiàn)有換乘方式進行優(yōu)化是很有必要的。

1 國內(nèi)現(xiàn)有換乘方式

城市軌道交通是市民出行的主要方式之一，其運營水平也是城市經(jīng)濟實力、市民生活水平、城市化發(fā)展?fàn)顩r的象征。根據(jù)地鐵交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃路線，現(xiàn)有的地鐵換乘方式主要是節(jié)點換乘、站廳換乘、通道換乘、平行換乘、同臺換乘、出站換乘[1]。

1.1 節(jié)點換乘

節(jié)點換乘是地鐵換乘中最常見的方式，其通過兩個車站站臺間的短樓梯引導(dǎo)乘客完成換乘。在實際地鐵站設(shè)計中，多采用一字形、十字形、島側(cè)式或側(cè)側(cè)式站臺組合的方式，這樣可以使換乘距離與換乘時間較短。在這種換乘模式中，乘客在某地鐵站點下車沿路線再進入另一條地鐵線路，有效提高了換乘效率。但是在多數(shù)的地鐵換乘站中，因為線路規(guī)劃，兩條地鐵線并不是完全平行的，這時便需要乘客借助步梯或電梯完成換乘操作，這樣的站點一般需要設(shè)計換乘站廳和路線指示牌，引導(dǎo)乘客快速完成換乘。

1.2 站廳換乘

站廳換乘是指多條地鐵線路共用站廳，或兩車站間相互連通形成統(tǒng)一的換乘大廳。出站與換乘的乘客都需要經(jīng)過該站廳，然后根據(jù)相關(guān)導(dǎo)向標志引導(dǎo)出站或走到另一個站臺繼續(xù)乘車。這樣的設(shè)計能提高乘客換乘的行進速度，減少換乘乘客滯留人數(shù)，避免了站內(nèi)擁擠的情況。但是相應(yīng)的也有不利的情況，這樣的換乘方式因為線路規(guī)劃較長，會增加乘客的換乘距離，不能合理地減少乘客的換乘時間，同時也會出現(xiàn)進出站乘客交叉干擾的情況[2]。

1.3 通道換乘

通道換乘一般適用于不相鄰的兩座或多座車站，在每個車站之間使用通道相連接，供乘客換乘[3]。連接通道的設(shè)計方式多樣，通道寬度由車站客流量決定，通道長度一般不超過100米。通道換乘后期線路規(guī)劃的靈活性較大，預(yù)留的規(guī)劃空間也較大，適用于分期施工的線路規(guī)劃。對于一線城市巨大的客流壓力，這種換乘方式設(shè)計有利于分散換乘壓力，降低車站管理難度。但是由于通道換乘距離較長，乘客換乘體驗不佳，并且會增加相應(yīng)的工程造價。

1.4 平行換乘

平行換乘可以通過不止一個換乘通道進行上下?lián)Q乘，這種換乘方式可以承受更大的客流量。但是為了能構(gòu)造這樣的換乘形式，兩條線路必須調(diào)整至平行位置，這樣既占空間又致使本是在一條線上的線路必須繞路才能構(gòu)造出這樣的站臺。綜合來講，這種換乘方式在中心城區(qū)并不推薦。

1.5 同臺換乘

同站臺換乘也稱“零距離換乘”，是將兩個軌道系統(tǒng)的四條線路分別兩兩合用一個島式站臺，使兩條軌道系統(tǒng)的部分乘客實現(xiàn)同站臺換乘。一些火車站對于時刻較近的列車也常采用同站臺換乘或經(jīng)過地下通道不出站換乘[4]。這種換乘方式十分方便，但是需要兩條線路同期施工，工程項目量較大。

1.6 出站換乘

出站換乘是針對不具備物理連接收費通道的換乘車站而增加的一種特殊換乘方式，即持交通卡乘客在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，從規(guī)定站點出站并換乘同站另外一條地鐵站線[5]。乘客不能在站內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)換乘，必須出站后再進行換乘。這需要乘客提前規(guī)劃好出行路徑，選擇恰當(dāng)?shù)膿Q乘地點完成換乘。

2 換乘方式的優(yōu)化思路

本研究對乘客出行特征這一動態(tài)因素進行討論分析，提出有針對性的優(yōu)化交通換乘方式的設(shè)計意見。下面分別從時間、換乘次數(shù)和換乘銜接方式三個方面進行優(yōu)化。

2.1 減少出行時間的換乘方式優(yōu)化配置

伴隨著城市地鐵建設(shè)規(guī)模的擴大和運營線路網(wǎng)的增加，乘客出行過程中在不同地鐵線路之間換乘將變得十分普遍，面對客流量增大的難題，地鐵線路固定原始發(fā)車頻率遠遠不能滿足乘客要求。所以將地鐵各條線路連接起來，系統(tǒng)規(guī)劃配合乘客出行特征的發(fā)車頻率，是很有必要的。

地鐵發(fā)車時刻表優(yōu)化可從節(jié)能優(yōu)化、協(xié)同優(yōu)化、同步優(yōu)化等方向入手，基于大數(shù)據(jù)模型對地鐵乘客客流進行分配。地鐵發(fā)車時刻表的優(yōu)化變量是地鐵的區(qū)間運行時間，其他因素如停站時間、地鐵發(fā)車間隔和數(shù)量也需要考慮到設(shè)計模型中[5]。根據(jù)統(tǒng)計得到的信息數(shù)據(jù)，對地鐵發(fā)車采取更加科學(xué)高效的管控方式，根據(jù)不同站點的乘客數(shù)據(jù)分布情況，在相應(yīng)客流高峰期盡可能地提高地鐵發(fā)車頻率，有效減少乘客的候車等待時間，提高乘客的換乘效率，進而緩解高峰期的巨大客流量給車站帶來的管理壓力。

在單線條件下，地鐵運營計劃通常依據(jù)線路的客流特征而定。不同時間段的斷面客流決定了不同時間段的發(fā)車間隔，高峰時期的最大通過能力由地鐵高峰期的斷面客流決定[6]。在多線條件下，地鐵運行線路編制較為復(fù)雜，需要考慮換乘車站，尤其是大型換乘樞紐的運營計劃[6]。特別需要說的是，在地鐵客流量較大時，車站發(fā)車時間編制需要考慮避開上下兩列線路的發(fā)車時刻，避免在站臺出現(xiàn)多方向線路地鐵同時到站的情況，以減少乘客在站內(nèi)的停留時間。

2.2 減少換乘次數(shù)的換乘方式優(yōu)化配置

在出站換乘中，由于換乘設(shè)施的不連續(xù)性需要乘客進行連續(xù)換乘。在大型地鐵線路換乘節(jié)點處，車站售檢票系統(tǒng)的合理布局也是保證車站順利運營、客流快速疏散的重要手段之一。在車站售檢票設(shè)備布局時需要考慮到多種因素的影響。

①乘客便利型。乘客是車站運營中的主要服務(wù)對象，設(shè)計滿足乘客出行便利的售檢票系統(tǒng)，不僅能使車站人流通暢、在最短時間完成疏散操作，而且能提高系統(tǒng)的運營效率。基于疏散客流的目的，設(shè)備的布局還要滿足不同乘客的出行特征，減少不同客流類型在進出站處出現(xiàn)交叉擁擠的情況。

②管理便捷型。地鐵大型換乘節(jié)點處也是地鐵運營管理的重要考慮對象。售檢票設(shè)備的布局不應(yīng)太過于分散或者集中，太過分散不利于形成車站網(wǎng)絡(luò)式管理，增加人力資源的浪費，反之則不利于有效的客流疏通。

③資源友好型。對于長遠角度的軌道交通規(guī)劃來說，地鐵換乘站的規(guī)模較大，需要考慮到周邊設(shè)施環(huán)境、各個出站口客流量和乘客時間分布走向。一般來講，進站設(shè)備與售票設(shè)備不應(yīng)相隔太遠，對于大規(guī)模的站廳換乘，需要系統(tǒng)地考慮設(shè)備布局，而不是選擇獨立地進行設(shè)施配備。

2.3 考慮換乘銜接方式的優(yōu)化配置

在分析乘客換乘次數(shù)時需要考慮到乘客的“銜接換乘”[7]。銜接換乘是指軌道交通與其他出行方式之間相連接的換乘方式。乘客的銜接換乘行為與地鐵站的種類有關(guān)。根據(jù)地鐵站周邊環(huán)境，將其分為商業(yè)型、居民型、商住混合型、景點型、其他型幾大類，分別就幾種不同環(huán)境類型的地鐵站對乘客銜接換乘方式進行分析。

2.3.1 商業(yè)型地鐵站

地鐵站點周圍建筑以商務(wù)辦公區(qū)域和購物中心為主，一般位于城市中心地帶。從整體出行角度來看，地鐵進出站乘客一般以購物休閑為主，在上下班時間點會有通勤乘客通過。商業(yè)型地鐵站的乘客更多是出于便捷出行的需要，傾向選擇高效省時的出行方式，通常不會駕駛私人出行工具出門。

2.3.2 居民型地鐵站

居民型地鐵站周圍以居民區(qū)為主，地鐵出行人流大多以居民為主，這類地鐵站點服務(wù)性較強，需要滿足各類乘客對于出行的要求，并且站點設(shè)計更富生活氣息，彰顯城市風(fēng)貌。居民型地鐵站乘客出行相較于其他類型乘客更具靈活性，他們根據(jù)不同的出行特征選擇出行方式。

2.3.3 商住混合型地鐵站

商住混合型地鐵站即融合商業(yè)型和居民型兩種地鐵站的特征，既滿足購物休閑需求和上班通勤，又滿足居民平時出行的需要。這種地鐵站的換乘設(shè)計需要綜合考慮影響因素，系統(tǒng)地提出相應(yīng)的優(yōu)化方式。

2.3.4 景點型地鐵站

景點型地鐵站周邊以景區(qū)觀光點為主，此類地鐵站在節(jié)假日的人流量比工作日多得多，滿足了乘客對于出行休閑的需要。

2.3.5 其他型地鐵站

其他型地鐵站指不屬于上述四類地鐵站分類方式的地鐵站類型，此類地鐵站一般受眾相對較少，乘客出行換乘量較小，可以點對點有針對性地解決乘客換乘問題。

3 地鐵換乘方式的改善措施

基于乘客滿意度[9]的條件下，站內(nèi)換乘站的管理組織以滿足乘客安全、高效、便捷換乘的需求為目的。根據(jù)聚集人群特點[9]考慮換乘方式的優(yōu)化，從聚集人群的主體特征和客體特征等角度，對乘客在時間、空間、信息交互三個因素進行分析，了解不同情況下乘客的不同需求，以期分析并設(shè)置合理的換乘設(shè)施，提高乘客的出行換乘效率。

地鐵換乘方式優(yōu)化滿足了站城空間一體化、高效性、高效益和集約化的需要[10]。對地鐵網(wǎng)絡(luò)式線網(wǎng)規(guī)劃和換乘方式優(yōu)化需要結(jié)合空間組織形式、客流量和車站換乘比例等客觀條件。本文將從以下幾個方面討論關(guān)于地鐵換乘方案的優(yōu)化設(shè)計。

3.1 換乘空間組織優(yōu)化方案

考慮到現(xiàn)有的車站換乘通道都是與換乘站點相對而建的，不是呈對稱式分布在同一側(cè)。這樣的設(shè)計安排雖然在理想條件下減少了換乘乘客的換乘時間，但是考慮到地鐵換乘時人群的復(fù)雜流動性，面向換乘站口與非換乘站口之間形成了多條路線交匯的情況，在客流量較大時，車站人流并不易快速疏通。

針對此類換乘站點與站廳步行區(qū)域出現(xiàn)人流交互影響的問題，可以選擇改變換乘通道的面向方向，避免和其他進出站口的路線規(guī)劃產(chǎn)生沖突，通過減少人群的交匯點優(yōu)化換乘方案。

3.2 站廳空間區(qū)域劃分優(yōu)化方案

將地鐵換乘樞紐按照擁擠區(qū)域劃分為排隊區(qū)和集散區(qū)[11]。對比城市不同換乘樞紐站點的空間設(shè)計，部分站點將站廳集散區(qū)阻隔成多塊區(qū)域線，并且換乘乘客流動路線規(guī)劃較為單一，當(dāng)車站換乘站點較少時，未與換乘站點相連接的集散區(qū)人群需要步行較長線路才能完成換乘，這樣容易形成人流阻塞。

針對這種由于集散區(qū)空間隔斷造成單一換乘站口客流壓力較大的情況，可以考慮將車站集散區(qū)連通。因為換乘通道的長度無法改變，所以考慮在站廳集散區(qū)采用多樣化連通方式，解決換乘人流分布在站廳一側(cè)，形成出口堵塞的情況。

3.3 換乘通道優(yōu)化方案

上文提到的換乘路線與其他客流行進路線產(chǎn)生交匯的情況，可以考慮將換乘通道從同平臺路線中提取出來，設(shè)置升降式換乘的獨立通道，避免客流路線出現(xiàn)過多交叉點，同時解決車站設(shè)施資源配比不均衡的問題。換乘通道是站內(nèi)換乘的必經(jīng)通道，換乘通道內(nèi)的環(huán)境和設(shè)計長度直接影響了乘客換乘時的體驗感。受換乘空間中封閉環(huán)境和人流密集的影響，乘客容易出現(xiàn)一定的心理壓力。在封閉空間內(nèi)可運用有特點的導(dǎo)向標識和符號引導(dǎo)乘客順利快速完成乘車和進出站，這些設(shè)計標識對于外來人員和老年人尤為重要，即運用合適的視覺傳達設(shè)計優(yōu)化地鐵換乘中的導(dǎo)向設(shè)計[12]。

3.4 車站管理優(yōu)化設(shè)計

車站運營方需要清楚各個站點和不同時間段的客流情況，對于客流量較大的站點和時間重點觀察管控，在空間允許的條件下增加自助服務(wù)設(shè)備，降低乘客的換乘等待時間；基于不同乘客的需求，設(shè)置滿足客流量的高效通道；在站廳和站臺處安排工作人員分散引導(dǎo)上下車的乘客，避免出現(xiàn)交叉擁堵，確保客流安全有序流動。

4 結(jié)論

本文從國內(nèi)現(xiàn)有換乘方式入手，分析現(xiàn)有的換乘方式的優(yōu)缺點，基于乘客滿意度的條件下，提出幾點優(yōu)化換乘思路，并討論不同情況下車站優(yōu)化換乘設(shè)計方案。隨著城市軌道交通從單一化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展擴大，大型換乘站點的綜合運營情況和站內(nèi)設(shè)施布局合理度逐漸成為地鐵運營商關(guān)注的重要問題。地鐵換乘運營受到地鐵發(fā)車時間、乘客出行特征、地鐵線路分布情況、地鐵實際行使情況等多種因素影響，換乘方式優(yōu)化的難度也隨之增大。在后續(xù)的研究過程中，這些不定向變化因素都應(yīng)該成為換乘優(yōu)化的討論對象。