城市軌道交通車站聯合客流控制研究＊

劉曉華 韓梅 陳超

（北京交通大學交通運輸學院，100044，北京∥第一作者，碩士研究生）

在城市軌道交通的客流高峰期，為了減輕車站的壓力，降低因乘客過載而引發事故的風險，車站一般會采取適當的客流控制措施。對于某些客流量較大的車站，采取客流控制措施后雖然減緩了乘客的進站速度，減輕了車站的壓力，但是卻造成了愈來愈多的乘客在站前廣場的滯留，以至于影響城市道路的通行，甚至引發乘客焦躁情緒，降低服務質量，帶來安全隱患。由此，本文提出了聯合客流控制的思想，即：客流控制將不僅局限于單座車站，而是通過相鄰車站的聯合協作實現優化客流控制的目的。

1 城市軌道交通車站客流控制

1.1 客流控制

客流控制指的是當城市軌道交通車站站內設施設備的負荷或車站的服務能力不能滿足大客流的需求時，為了保證乘客的安全，利用自動扶梯、閘機、鐵馬等站內外設施對進站客流量或換乘客流量進行限制，以避免由于客流過大而引發事故［1］。

1.2 客流控制措施

通過對北京地鐵1、2、4、13號等線的調研，匯總了北京地鐵在運營管理中通常采用的客流控制措施。這些措施分為“限”、“控”、“封”三個等級。

（1）限，即限制客流進入站臺的速度，這是最常見的客流控制措施。在站外，通過設置柵欄增加乘客的走行距離；在站內，除在通道或站廳設置柵欄外，常用措施還有放慢安檢速度、封閉自動扶梯和減緩人工售票速度等。

（2）控，即增設控制點進一步限制乘客進入付費區。常見的方法有：關閉部分進站口，或者在進站口設置鐵馬以減小進站口通道面積；分時間段放乘客進入車站；在站內減少閘機開放數量；封閉部分自動扶梯、樓梯及自動售票機。

（3）封，分為半封站和全封站?！鞍敕狻笔侵钢辉试S客流出站，不允許客流進站；“全封”是指既不允許客流進站也不允許客流出站，此時列車在本站不停車通過。這類客流控制措施通常是在車站輸送能力嚴重不足、乘客大規模滯留的情況下采用。

2 聯合客流控制

通過調查發現，不同等級的客流控制措施對乘客行為的影響也不同。當客流控制采用 “限”等級時，能夠保證一定的進站速度，車站能有序地集散乘客；當采用“控”等級時，乘客抱怨明顯增多，但仍遵守公共秩序；當采用“封”等級時，乘客不滿情緒大幅度增加，甚至在人群中出現騷亂。因此，應盡量避免封站，通過有效措施，降“封”為“控”、降“封”為“限”或降“控”為“限”，以穩定乘客情緒，保證車站正常運營。

2.1 聯合客流控制思路

為方便敘述，定義兩個相鄰車站A站和B站。在客流高峰期，A站為B站的重客流方向上游車站，如圖1所示。

圖1 重客流方向示意圖

列車到達A站，當列車的輸送能力小于站臺的乘客數時，在A站站臺上開始出現乘客滯留。為了保證乘客安全，A站通過客流控制措施使在列車到達間隔時間內抵達站臺的乘客數量等于列車輸送能力，以解決乘客滯留問題。

但如果B站客流量也較大，而A站已將列車輸送能力占用且在B站下車乘客的數量不能提供足夠的輸送能力時，則會造成乘客在B站站臺的大規模滯留。若B站不采取客流控制措施，站臺滯留乘客數超過站臺安全容納人數時，將帶來安全隱患；若B站不采取控流或封站等客流控制措施，將導致服務質量大大下降，影響乘客情緒。

在這種情況下，若A站客流壓力小于B站，可考慮通過降低A站客流的進站速度，使一個列車到達時間間隔內到達站臺的乘客數小于列車輸送能力，為B站預留輸送能力。

2.2 聯合客流控制適用范圍

進行聯合客流控制的A、B站要滿足以下條件：

（1）B站客流壓力大于A站，否則A站無需為B站提供能力。兩站之間的壓力大小可以通過乘客滯留情況、客流控制等級來衡量。

（2）A站站前廣場排隊可以延長。若A站站前廣場沒有足夠的空間，應保證聯合控制后A站的客流進站速度不小于其客流到達速度。否則A站自身存在乘客大規模滯留的情況，將無法為B站預留輸送能力。

2.3 聯合客流控制的計算方法

現階段的客流控制方法主要是根據車站運營管理人員經驗進行主觀判斷和執行的，對在什么時間點開始進行客流控制、在什么地方進行客流控制、如何布設控制措施等都沒有系統的、客觀的理論研究分析，因此缺乏一定的合理性和科學性［2］。聯合客流控制比單一車站客流控制難度更大，因此需要通過科學合理的分析與計算，尋找合適的“度”。

以下為研究中定義的相關變量。

EA、EB——分別為聯合客流控制前A、B站在一個列車到達間隔內進入車站的乘客數；

E′A、E′B——分別為聯合客流控制后A、B站在一個列車到達間隔內進入車站的乘客數；

RA、RB——分別為A、B站在一個列車到達間隔內到達車站的乘客數；

VA、VB——分別為聯合客流控制后單位時間內A、B站客流進站速度；

t——列車到達間隔；

CA——高峰小時列車到達A站時列車內的乘客數；

CA，輸送——高峰小時列車到達A站時的輸送能力，等于列車進站時車廂內剩余的輸送能力與在A站下車的乘客數之和；

C預留——A站為B站預留的輸送能力；

NA、NB——分別為A、B站下車的乘客數；

λA——客流高峰期A站的重客流方向乘客占總乘客數比例；

λB——客流高峰期B站的重客流方向乘客占總乘客的比例。

在高峰期，每單位時間內上述變量的實際值有所差異，本文取其在高峰時間段內各自的平均值。

聯合客流控制需要解決的問題是：在乘客到達速度和現有車站設備設施能力不變的情況下設計合理的VA、VB；在滿足A站設施設備能力的條件下將B站的客流控制等級降低，緩解B站客流壓力。

1）CA，輸送計算。列車按6節編組，每節額定載客244人；高峰期超載20%，可取值300人。列車到達A站時的輸送能力為：

通過隨車調查法統計得到CA、NA。

2）C預留計算。根據A站站前廣場的空間大小和實際滯留人數，分兩種情況進行討論。

（1）當A站站前廣場有相對足夠的空間容納待進站客流（即排隊可以延長）時，聯合客流控制主要是達到兩站乘客出行機會、列車輸送能力和客流壓力比較平均的目的，因此由A和B站的客流到達關系決定。計算公式如下：

聯立式（2）、式（3）可得這種情況下A站的預留列車輸送能力為：

在客流高峰期，城市軌道交通車站在站外通常采用柵欄限流，這也便于在柵欄入口處采用人工計數法得到高峰期RA和RB的值。

（2）當A站站前廣場不能容納更多的滯留乘客（即排隊不能再延長）時，聯合客流控制不應該造成A站的滯留乘客超出站廳和站前廣場的承載能力，因此需要保證E′A≥RA。根據聯合客流控制應用的條件，B站的客流壓力是大于A站的，此時當E′A＝RA時，A站能為B站預留最大的輸送能力為：

通過對閘機口或進站口處布設的攝像機的錄像資料的后期處理，可得到高峰期一個列車到達間隔內進入車站的總人數。為方便計數，采用人工計數法統計相同時間內進入重客流反方向站臺的候車人數。由以上兩個數據可計算出λA。

3）聯合客流控制后，一個列車到達間隔內進站客流人數E′A、E′B的計算。

（1）當A站排隊能延長時，計算公式為：

NB、λB獲取方法與NA、λA相同。

（2）當A站排隊不能延長時，計算公式為：

E′B計算公式與（7）相同。

式中t值可通過查詢高峰期列車開行計劃得到。

綜上分析，進行聯合客流控制后，A和B站單位時間內的客流進站流速分別設置為：

（1）當 A站排隊能延長時，聯立公式（1）、（4）、（6）、（7）、（9）、（10）可得：

（2）當 A站排隊不能延長時，聯立式（1）、（5）、（7）、（8）、（9）、（10）可得：

3 聯合客流控制前后對比

A和B站單獨客流控制旨在緩解車站自身的客流壓力；聯合客流控制旨在緩解A站和B站整體客流壓力，通過“削”A站的客流進站速度“補”B站的客流進站速度，以優化列車輸送能力分配。

1）對A站來說，聯合客流控制前乘客進站速度快，服務質量較好；聯合客流控制后進站流速降低，站廳、站前廣場滯留人數增多，服務質量下降。但由于在設計聯合控制進站流速時考慮了設施設備能力、乘客到達速度等約束，因此降低流速后也不會造成A站乘客的大規模滯留。

2）對B站來說，聯合客流控制前，由于A站僅考慮自己的運輸能力，因此增大了B站實施客流控制的難度，B站滯留乘客得不到有效疏散，最終可能導致封站，使得線網在各車站間的能力不均衡，間接降低了線網能力。采用聯合客流控制后，A站能為B站提供一部分輸送能力，使B站的滯留乘客流動起來，減緩客流控制壓力。

3）對于乘客來說，封站的影響比流速緩慢的影響更大，因此，聯合客流控制特別適用于相鄰的潮汐流量大并且下一站通常采用“控”或“封”客流控制措施的車站。

所以，對于同一條軌道交通線路上高峰期乘客密集到達的連續車站，如果車站的能力沒有辦法滿足客流需求，最可行的方法便是采用聯合客流控制，實現城市軌道交通線路輸送能力分配的優化。

4 結語

針對單座車站客流控制無法解決乘客滯留問題的情況，提出了聯合客流控制思想，并以兩座相鄰車站為例做分析，得到聯合客流控制下兩座車站進站客流速度的計算公式。通過聯合客流控制前后效果的定性對比可知，一個良好的客流控制方案要在滿足車站自身能力的基礎上，充分考慮同線車站的客流情況，統籌好每一座車站的限流方案，平衡列車在線路上的能力，以達到良好的客流組織效果。

本文的聯合客流控制僅以兩座車站為例進行分析，這一方法的研究還有待于進一步應用到一條線路甚至整個網絡。例如，北京地鐵5號線在7：00－9：00時間段內，天通苑北站—天通苑站—天通苑南站—立水橋站—立水橋南站—北苑路北站—大屯路東站—惠新西街北口站的區間內連續限流問題的研究。單一車站的客流控制使得該線路列車輸送能力分配“前后不能兼顧”［3］。應用聯合客流控制的思想和方法，可以合理分配列車輸送能力，實現城市軌道交通網絡在高峰期有序地、高效地運營。

［1］謝瑋.城市軌道交通換乘站客流控制方法研究［D］.北京：北京交通大學，2012.

［2］胡清梅.軌道交通車站客流承載能力的評估與仿真研究［D］.北京：北京交通大學，2011.

［3］周健森.北京地鐵5號線困局：開通僅兩年為何被迫限流［N］.北京晚報，2009－12－03（3）.

［4］GB 50157―2003地鐵設計規范［S］.

［5］劉蓮花，蔣亮.城市軌道交通網絡客流控制方法研究［J］.鐵道與運輸經濟，2011，33（5）：51.

［6］Lam W H K，Cheung C.Pedestrian speed／flow relationships for walking facilities in Hong Kong ［J］.Journal of Transportation Engineering，2000，126（4）：343.