深圳北站國鐵與地鐵安檢互認的換乘效率提升研究*

何震子 韓 寒 楊家文

(北京大學城市規劃與設計學院， 518055， 深圳∥第一作者， 碩士研究生)

國家鐵路(以下簡稱“國鐵”)與其他交通工具的換乘是高速鐵路(以下簡稱“高鐵”)車站可達性的重要影響因素，也是學者們研究的熱點。文獻[1]利用平穩排隊論模型建立了高鐵站換乘便利性評價指標；文獻[2]建立了反映旅客隨機喜好性的換乘銜接選擇模型，系統分析了旅客的個人特征、出行特征及換乘特征。更多的學者則從設施空間布局、站房設計等角度分析了現有高鐵站的不足，并提出改進措施[3-4]。

目前，關于高鐵樞紐換乘效率的研究多集中關注高鐵站的建筑設計、換乘環境以及空間流線配置等方面。但是，對于已經建成的高鐵站而言，其建筑設計及換乘環境方面的改進空間較小，即使做出了改進，在客流高峰期還是難以避免出現安檢等環節導致的長時間排隊。為了進一步提高客流高峰期的換乘效率，需要研究如何在現有的建筑設計和換乘環境下通過簡化換乘流程來提高換乘效率。本文以深圳北站為例，利用排隊論仿真方法研究深圳北站國鐵與地鐵之間換乘效率的現狀，并探討通過免去換乘過程中的重復安檢而帶來效率提升的可能性。

1 國內高鐵樞紐重復安檢現狀分析

安檢是高鐵站與配套地鐵站換乘過程中的主要耗時環節。2018年，國務院以文件形式[5]明確規定“依法對進入城市軌道交通場站的人員、物品進行安全檢查”。安檢有助于保障安全，但是會導致客流高峰期乘客緩行甚至客流積壓，造成出行效率的損失。與一般的地鐵站乘客不同，從高鐵站出站的乘客在出行的高鐵起始站已經經過了一道安檢，在地鐵站進行再次安檢顯得重復。同理，經由地鐵來到高鐵站的乘客也已經過了地鐵進站的安檢，這種情況下高鐵站的進站安檢也顯得冗余。

目前，我國已有一批高鐵樞紐實現了地鐵安檢和國鐵安檢雙向互認，取得了良好的效果。2019年10月，交通運輸部印發的《城市軌道交通客運組織與服務管理辦法》[6]中從國家層面對減少重復安檢提出了要求：“與火車站、長途客運站、機場等相銜接的車站，提供的安檢場地應為安檢互認提供便利，以減少重復安檢，提高通行效率和服務水平”。

重復安檢帶來的效率損失主要體現在排隊時間的增加，而客流高峰期乘客數量劇增，使得效率損失被放大數倍。因而，研究客流高峰期的換乘效率更有意義。本文著重研究客流高峰期國鐵與地鐵間的換乘效率。

2 研究區域與數據

2.1 深圳北站東廣場總體狀況

深圳北站是深圳大型交通樞紐之一，屬于國家級鐵路樞紐[7]。該站線路繁忙、車次密集，客流高峰期運能緊張。與深圳北站接駁的地鐵線路有4號線、5號線和6號線，三線均在東廣場與國鐵進行接駁。圖1是深圳北站東廣場及5號線站廳區域平面示意圖。

注：Q為國鐵東進站口；P為國鐵A2出站口對應的地鐵5號線進站區。

與國內大多數“上進下出”結構的高鐵站不同，深圳北站的進站口、出站口以及售票處均位于同一層(標高為+90 m)，地鐵5號線位于進站口和出站口層的下方(標高為+78 m)，樓層間有多個電扶梯和垂直電梯相連。本文以國鐵與地鐵5號線之間的換乘作為研究對象。

2.2 地鐵進站區狀況

國鐵A2出站口對應的地鐵5號線進站區(圖1中P點)共有3臺安檢機，但安檢后的排隊流線只有1條，且不設工作人員進行控制。3臺安檢機的安檢效率相同。圖2是客流高峰期P點排隊流線示意圖。

圖2 A2出口對應的5號線安檢排隊流線示意圖

本文選擇某周日晚上為觀測時間段，安排2名調研人員分別在乘客進入安檢區域處和安檢機的末端對客流進行實測。測試時選擇隊伍流暢、安檢機存在空閑的時刻為起始時刻，利用秒表分別記錄乘客的到達時間序列和1臺安檢機上乘客完成安檢的時間序列；觀測期間出現了較大客流、隊伍積壓的情況；觀測持續到隊伍幾乎清空、安檢機再次出現空閑為止，累計觀測時間90 min(20：00—21：30)。

2.3 國鐵進站區狀況

國鐵東進站口(圖1中Q點)位于地面1層中部，此處設了10組安檢機和安檢通道，并在每個安檢機后設置了客流流線。到達安檢處的乘客自行分流至各個安檢機進行安檢后進入排隊流線。每個流線由1名工作人員(稱為疏導員)控制。疏導員平均每次放行約10人，待其中的最后一名乘客到達安檢機旁放下行李后再放行后續一批乘客，以保證安檢過程穩定、有序。

為研究客流高峰期國鐵安檢的排隊時間，本文選擇某周六上午作為觀測時間段，安排調研人員在東進站口對某一安檢機乘客到達和完成安檢的時間序列實施觀測。觀測時間約為60 min(9：00—10：00)，期間進站乘客源源不斷，驗證口和安檢口未出現空閑。

3 換乘效率分析

3.1 描述性分析

根據調研人員實測，在各通道暢通的情況下，由國鐵換乘至地鐵5號線約需要7 min，由5號線換乘至國鐵約需要11 min(考慮了國鐵提前5min停止檢票的時間要求)。

在P點的觀測情況如下：20：00剛開始時區域空閑，流線設置也較為簡單；隨后安檢區域迎來了較大客流，排隊人數不斷增加，20：35等候隊伍最長，排隊等待安檢的乘客占滿了整個排隊區；此后隨著乘客的到達率減小，等候隊長緩慢減小，21：30流線恢復完全暢通，安檢機再次出現空閑。

在此期間國鐵安檢區內每臺安檢機后的隊長基本一致，安檢隊長基本保持穩定。

3.2 排隊過程仿真方法

為了更準確地刻畫高峰期排隊情況的變化規律，計算客流高峰期各環節的平均排隊時間與最長排隊時間，需要在實測的基礎上進行模擬仿真。本文利用python軟件對2個排隊過程分別進行仿真。根據實測數據，結合實際情況，利用相應的隨機數方法模擬乘客到達和接受服務的時間序列，并對多次的模擬數據進行取均值、去除偶然誤差等處理，從而估算每1個排隊過程的排隊時間。

3.3 排隊過程仿真結果

3.3.1 地鐵5號線安檢排隊仿真

地鐵5號線安檢的服務率會因為排隊情況的變化而有所波動。本文設定P點處3臺安檢機的服務率相等，將到達客流平均分配到這3臺安檢機后，針對其中1臺安檢機進行觀測和研究。將整個觀測過程按每10 min 1個單元進行劃分，每個時間單元內乘客到達的時間間隔和接受安檢的時間間隔按相應參數的指數分布進行模擬，乘客到達率和安檢服務率如表1所示。

根據先到先服務原則累加得到按到達次序排列的每位乘客的到達時刻(將觀測起始的20：00記為0 s)和接受安檢時刻，二者的時間差即為每位乘客的排隊時間；為減少偶然誤差帶來的影響，將這樣的仿真重復10次并取均值，從而得出該觀測時段

表1 地鐵5號線乘客到達率及安檢服務率的分布

乘客的平均安檢完成時刻(即“離開時刻”)與到達時刻的關系。如圖3所示，將實際有排隊的情形與通道暢通時的理想狀態一同畫出，同時計算出所有乘客的平均排隊時間。

圖3 地鐵安檢排隊乘客到達和離開時刻的仿真結果

根據仿真計算，該觀測時段在A2出站口出站前往地鐵5號線的乘客在地鐵進站口P處的平均排隊時間為4 min 25 s，有約50%乘客的排隊時間超過5 min，排隊時間最長達10 min。

3.3.2 國鐵安檢排隊仿真

觀測期內經過所觀測安檢機的乘客，其到達時間序列相對穩定。測得同一批次放行的乘客通過安檢門的平均時間為3.22 s，且通過時間保持穩定。此外，仿真時考慮了可能有乘客安檢時被攔截，導致與上一位乘客接受安檢時間間隔有所拉長的情況。由此模擬并累加后可得到1臺安檢機的服務時間序列。仿真結果表明，1次高峰過程開始時，安檢隊長會迅速增加，經過一小段時間后將趨于穩定；達到穩定后乘客平均排隊等待安檢時間為1 min 40 s，其標準差為15 s。另外，行李通過安檢機還需要約20 s。

3.4 總體換乘效率估算

根據實測，由國鐵換乘至地鐵5號線，在各通道均空閑的情況下至少需要7 min。而在客流高峰期，地鐵進站安檢平均需要4.5 min、極端情況可能需要10 min以上，乘客往往會因為排隊安檢而錯過2～3趟車。因此，客流高峰期從國鐵換乘至5號線最長需要17 min，這與廣州—深圳間的高鐵運行時間相當。事實上，客流高峰期的安檢排隊不僅導致效率的損失，更因為安檢區域空間狹小、人流擁擠而大大降低乘客換乘的舒適度。對于攜帶嬰兒車或大件行李的乘客，以及老弱病殘孕等特殊乘客，過長的排隊及擁擠的空間會帶來更多的不便。

由地鐵5號線換乘至國鐵，在各通道均空閑的情況下至少需要11 min。而在客流高峰期，受實名驗證和安檢排隊影響，由地鐵5號線換乘至國鐵需要預留16 min甚至更長的時間，這同樣與往來廣深的高鐵耗時相當。因而，本文認為深圳北站的換乘接駁效率有待提高。

4 安檢互認的可能性分析

安全檢查系統應能探測出國家、地方及相關部門制定的《危險物品目錄》所列的危險物品[8]。地鐵和國鐵雖在安檢規定的細則上略有出入，但二者對危險品的限制原則總體上是一致的。

如何提高大型交通樞紐的換乘效率，一直是當代交通樞紐設計者思考的重要問題之一。事實上，深圳北站在空間的設計上相比大多數同等級的交通樞紐有較大的創新，雙向換乘在空間上極為便利。但是，重復安檢導致了乘客在客流高峰期較長時間的排隊。

深圳北站的特殊布局導致其與地鐵間實施安檢互認有一定的難度。以地鐵5號線為例，為實施由國鐵轉乘地鐵乘客的安檢互認，一種可能的方案是設立獨立的安檢互認通道，但是安檢互認通道會將東廣場切割成不聯通的區域，從而導致其他乘客的不便。另一種可能的方案是整個深圳北站東廣場以及地鐵站廳統一設置安檢區域，但深圳北站東廣場屬于露天區域，此方案的實施可能涉及比較高的工程改造成本。目前，深圳北站僅在涉及春運、國慶等節假日特大客流高峰期實施了由國鐵A2出站口向地鐵5號線換乘的單向免重復安檢。而對于多數大型高鐵站，建議可依據實際情況實施國鐵與地鐵的常態化安檢互認。

5 結語

高鐵時代鐵路對于人們出行的意義已與過往大不相同，人們很少再會因為趕乘高鐵而花半天時間在路上，也希望從高鐵下車后可以很便捷地前往城市的任何區域。以廣州—深圳間出行為例，高鐵通道已很高效，提升空間有限，若能提高市內各交通方式與高鐵的接駁效率，取消一些影響效率的不必要的設置，則可以使高鐵在提高效率方面發揮更大的作用。重要交通樞紐的安檢互認，目前已在國內一些大城市逐漸達成共識。

安檢互認涉及地鐵及國鐵雙方的責任與利益，一般須由上級管理部門牽頭協調，商討確定解決方案；另外，不同結構的高鐵站在實施安檢互認時的改造成本會有所不同，通過成本效益分析確定改造的必要性和優先度也是一個值得探討的話題。這些均可作為重大樞紐安檢互認今后進一步研究的方向。