基于客流仿真的軌道交通車站多線換乘方案優化研究

馬振超 吳海洋

1 北京市軌道交通建設管理有限公司 北京 100068 2北京北方交建工程管理有限公司 北京 100044

正文：

引言

隨著北京市軌道交通線網環形放射性網絡結構的不斷完善，網絡化的運營模式逐漸承擔了主要的公共交通出行客流，形成常態化大客流現象。由城市軌道交通客流網絡化條件下的時空分布不均衡性所造成的客流組織問題，也慢慢地體現出來，作為網絡化運營的關鍵要素的換乘樞紐，成為了客流運營組織問題的重要沖突點。

目前，客流動態仿真評價分析被逐漸應用于軌道交通換乘車站的設計和運營優化中。通過動態仿真，模擬乘客的真實集散行為，展現不同場景下的客流分布和流動狀態，發現影響疏散效率的瓶頸點，從而對車站設施布局和客流組織的合理性進行有效評價，并提出相應的改善建議，提高人流的通過性與安全性。

1 換乘站概況

北京地鐵十里河站為M17與M10、M14三線換乘站。新建M17車站沿大羊坊路東西向設置，既有M10、M14沿東三環路十里河橋兩側南北向設置。M17與M10和M14兩線車站分別呈T字型布置；M10與M14換乘M17客流采用從站臺層下至換乘通道連接至M17站廳層；M17換乘M10、M14客流通過站廳層的換乘樓扶梯和換乘平臺至M10、M14站廳層換乘，換乘M14需通過M10站廳層。

2 客流仿真預測方法及指標

2.1 客流仿真技術路線

1、研究地鐵站行人交通需求特性、交通流以及交通行為特征，以此作為仿真分析的基礎和模型的輸入。2、根據初始地鐵車站設計方案，搭建車站仿真模型平臺，包括站臺層、站廳層、扶樓梯以及進出閘機等。3、通過輸入仿真模型參數，對仿真模型進行驗證，最終標定合適的各類行人交通特性參數。4、進行方案測試，并根據評價指標體系進行評價是否滿足服務標準。

2.2 客流仿真評價指標

本次車站客流仿真評價中仿真評價指標體系及評價指標如圖1所示。

圖1 仿真評價指標體系

3 初期方案客流仿真結果

通過對車站初期方案客流仿真分析，存在局部區域擁堵嚴重的原因主要有以下幾點：

1、M10及M14換乘M17的換乘客流量較大，高峰小時達到17856人/h，但M17承擔換入客流的僅有2樓1扶，設施能力與換乘客流相比能力不足。2、M17高峰小時進站客流量6894人/h，但僅設置了2部安檢機，安檢設施能力與進站客流相比能力不足。3、M10站廳承擔換乘和進站客流的樓扶梯前，形成M17換M10、M14換M10、A出入口和B出入口進站3股人流匯合，且換乘樓扶梯、進站閘機與該組樓扶梯的距離皆短，樓扶梯承擔客流量和瞬時沖擊性均大，造成擁堵嚴。

4 換乘方案優化

1、針對M17站廳承擔換入客流樓扶梯設施能力不足，調整站廳層承擔換入客流的樓扶梯數量或方式，增加換乘設施能力。2、針對安檢設施能力不足，在適當空間增加一部安檢設施，并調整進站安檢流線。3、針對M10站廳人流匯集形成擁堵，盡量調整換乘客流遠離進站閘機及樓扶梯。

5 優化方案客流仿真結果

1、方案優化后擁堵瓶頸明顯緩解或消失，車站仿真運營狀態良好。2、優化后M14、M17站臺壓力明顯緩解，M10側站臺人流密度偏高但仍在合理范圍內，各線滿足相關設計規范要求。3、各線下車客流均能在下趟列車到達之前疏散至站廳層，不存在客流無法及時疏解的風險。4、除M17換乘M14外，各線之間乘客平均換乘時間不超過5min，M17-M14因換乘距離較長，還需穿過M10站廳層，因此所需時間較長為6min4s。方案優化前后車站平均密度分布圖對比如下圖2所示。

圖2 M10及M14站廳層前后方案平均密度分布圖對比

6 結論

1、根據客流仿真技術分析，原方案M10站廳南部換乘和進站客流疊加，樓扶梯擁堵嚴重，M17進站安檢設施能力不足，站廳東部承擔換入客流樓扶梯能力不足，造成局部出現嚴重擁堵。

2、換乘方案優化后，擁堵瓶頸明顯緩解或消失，不存在安全隱患的瓶頸區域，設施服務水平較高。