基于Anylogic的地鐵站廳客流組織優化研究

摘 要：【目的】為提高地鐵站廳客流組織效率，以西安地鐵小寨站為典型案例，運用仿真方法，旨在改善高峰時段的客流擁堵狀況，為地鐵站的設計與運營提供實踐指導和理論支持?！痉椒ā坎捎肁nylogic仿真軟件，構建精準的小寨站客流動態模型，詳細模擬高峰時段內的客流分布及流動模式。通過精細化調整客流引導設施布局，深入分析并比較不同優化方案對客流疏導效果的影響?！窘Y果】基于仿真試驗數據，系統性地評估了各優化方案下的客流分布特征及擁堵狀況改善程度。通過定量分析，提出了一系列行之有效的優化措施，核心在于靈活調整閘機數量以適應不同時段的客流需求，并優化出入口設置以促進客流的有序流動?！窘Y論】研究表明，科學合理的地鐵站廳客流組織優化能夠顯著降低擁堵程度，有效提升乘客通行效率與整體運營水平。所得結論及優化策略對同類型地鐵車站的設計規劃與運營管理具有重要的借鑒意義和推廣價值。

關鍵詞：Anylogic；客流組織；方案對比；仿真優化

中圖分類號：U234" " "文獻標志碼：A" " " 文章編號：1003-5168（2025）02-0062-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.02.012

Abstract： [Purposes] In order to optimize the efficiency of passenger flow organization in the subway station hall， this article takes Xi'an Metro Xiaozhai Station as a typical case and uses simulation methods to improve passenger flow congestion during peak hours and provide practical guidance and theory for the design and operation strategies of subway stations support. [Methods] The research uses Anylogic simulation software to construct an accurate passenger flow dynamic model of Xiaozhai Station and simulate the passenger flow distribution and flow pattern in peak hours in detail. By finely adjusting the layout of passenger flow guidance facilities，an in-depth analysis and comparison of the impact of different optimization plans on the passenger flow guidance effect was conducted. [Findings] Based on the simulation experiment data， this study systematically evaluated the passenger flow distribution characteristics and congestion improvement degree under each optimization scheme. Through quantitative analysis， a series of effective optimization measures are proposed. The core is to flexibly adjust the number of gates to adapt to passenger flow needs at different times， and optimize the entrance and exit settings to promote the orderly flow of passenger flow. [Conclusions] This study empirically shows that scientific and reasonable optimization of passenger flow organization in subway station halls can significantly reduce congestion and effectively improve passenger traffic efficiency and overall operational levels. The conclusions and optimization strategies obtained have important reference significance and promotion value for the design planning and operation management of similar types of subway stations.

Keywords： Anylogic; passenger flow organization; scheme comparison; simulation and optimization

0 引言

地鐵作為城市公共交通系統中的關鍵組成部分，其客流組織效率直接關系到乘客的出行體驗及地鐵系統的整體運營效果。近年來，隨著城市化進程的加速，地鐵站的客流量顯著增加，導致客流組織問題愈發嚴重。西安地鐵小寨站作為重要的換乘樞紐，其站廳區域在高峰時段經常出現嚴重擁堵，極大地影響了乘客的通行效率和出行安全。因此，優化小寨站的客流組織方案已成為一項具有重要現實意義的研究課題。本研究運用Anylogic仿真模型，以西安地鐵小寨站為研究對象，進行仿真分析，并提出客流組織優化方案。

1 小寨站分析

1.1 小寨站概況

小寨站是地鐵2號線與3號線的換乘站，位于陜西省西安市雁塔區，地處長安中路與小寨路十字路口。該站東側為陜西歷史博物館、雁塔區政府，南側為陜西省文物局、雁塔區圖書館，北側為大興善寺、賽格國際購物中心。該站客流以購物、娛樂、旅游、上班及換乘客流為主。

按照交通功能，小寨站分為3層：地下一層是2號線與3號線的公用站廳層，共有6個出入口連接小寨周邊商業、辦公樓等；地下二層是2號線站臺，乘客在此乘坐2號線出行；地下三層是3號線站臺，乘客在此乘坐3號線出行［1］。小寨站2、3號線站廳分布在同一層，站廳層分為設備區和公共區，公共區有客服中心、安檢機、自助售票機、進站閘機、出站閘機等設備設施，為乘客進站、出站、換乘等提供幫助，設備區主要有各種專業設備用房、休息室、疏散通道等地鐵運營設施［2］。

地下二層為2號線站臺層，站臺為南北走向，是島式站臺，站臺長 112 m、寬 12 m，站臺也分為設備區和公共區，以端墻門為分界線，端墻門里是軌行區和專業備用房，端墻門外是各類服務設備設施［3］。站臺南邊為衛生間，北側為直梯，與站廳相連，乘客可以通過2號線站臺直梯到達站廳層，但無法通過該直梯到達3號線站臺，南、北兩側各分布一組樓梯、扶梯，中部分布有樓梯與站廳相連，中部還分布有換乘樓梯，與3號線站臺相連，2號線站臺乘客可以通過該樓梯直接到達3號線，不經站廳層換乘［4］。

地下三層為3號線站臺層，3號線為東西走向，同樣為島式站臺，站臺長112 m、寬12 m，衛生間和直梯均分布在東側，該部直梯直接與站廳相連，無法到達2號線站臺，西側頭端為換乘樓梯，與2號線站臺相連，該樓梯只下不上［5］。3號線站臺東、西側各分布一組扶梯，中部為一樓梯和一扶梯，均與站廳直接相連，3號線換乘2號線需通過站廳，無法直接到達［6］，小寨站站廳及站臺布局情況見表1、表2。

1.2 小寨站客流分析

小寨站日均客運量約40.7萬人次，其中進出站量19萬人次（進站量8.4萬人次，出站量10.6萬人次），換乘客運量21.7萬人次（2號線換乘3號線10.3萬人次，3號線換乘2號線11.4萬人次），進站峰值高達9.3萬人次/d，出站峰值達到10.6萬人次/d，換乘峰值高達25.1萬人次/d［7］。

車站客流有高峰期，也有平峰期，一般在周內客流高峰期分為早高峰和晚高峰，周末客流無早晚高峰之分，從下午開始客流會逐漸增多，如果車站附近有大型商場或公共建筑設施等舉辦大型活動，車站還會出現瞬時大客流［8］。

對于T形換乘站，高峰期換乘客流一般情況下是不均衡的，因此乘客由一條線路換到另一條線路的行走路徑需要進行合理的布置，換乘客流量大線路的乘客行走距離應長于換乘客流量較小的線路，否則容易造成站臺乘客擁堵和車廂滿載率不高的情況［9］。小寨站為西安地鐵2號線和3號線的換乘站，車站整體呈T字形，2號線和3號線站臺均為島式站臺，早高峰時期車站進、出站客流量不大，換乘客流較多，且2號線換乘3號線和3號線換乘2號線的客流換乘呈現不均勻現象［10］。

2 仿真建模

2.1 設定比例尺

在Anylogic中導入地鐵站的平面圖，并在地圖上查找小寨站，使用地圖測量工具進行測距，根據地圖中的相應尺寸，調整比例尺。在本研究中，采用的比例尺為1∶6，即在現實中1 m對應仿真模型中6像素。

2.2 設定行人類型

為了確定行人的分布類型，需要進行實際調查，以了解行人的類型、屬性和特征，例如年齡階段分布、乘客屬性等。通過對小寨站客流數據的分析，認為小寨站客流特點為換乘量大，高峰期往往在上下班時間，經過實地調查，觀察到乘客大多為上班族和學生，老年人較少，故在該仿真試驗中，行人類型、行人類別及行人構成采用職員形象，設定男女比例為1∶1，設置結果如圖1所示。

2.3 設定服務措施

本研究以車站實際平面圖為前提，根據Anylogic所提供的區域、障礙物及樓梯等行人行走設備設施，構建小寨站的行人行走環境。以行人真實流線為主線，對各主要功能區及附屬區進行劃分。根據小寨站內部結構圖初步規劃確定樓梯、扶梯、進出站閘機、安檢機及售票設施等設施的數量。在此基礎上，結合小寨站車站內付費區和非付費區的設置，通過設置障礙物來當作隔離設施，如鐵馬、隔離墻等。為了模擬排隊情況，設置服務線和服務時間，時間根據設施不同而不同。本研究將一些對仿真環境意義不大的設備設施，如直梯、母嬰室、衛生間等進行了簡化處理。

2.4 建立模型圖

根據小寨站平面圖，在Anylogic仿真模型中對其進行基礎建模，分別如圖2、圖3和圖4所示。

小寨站工作日早晚高峰時段（07：00—09：00、17：30—19：30）采取單向換乘，2號線換乘3號線采取站廳換乘，站廳作為2號線換乘3號線換乘客流控制的關鍵點，3號線換乘2號線通過換乘通道換乘，換乘通道將作為3號線換乘2號線換乘客流控制關鍵點。工作日非高峰時段車站采取雙向換乘方式，即3號線換乘2號線和2號線換乘3號線的乘客均可通過換乘通道進行換乘。

3 問題分析

對站廳進行客流仿真，結果如圖5所示。由圖5可知，擁堵點主要集中在安檢處、售票廳、自動扶梯處和各個出入口等。

3.1 安檢處擁擠問題分析

不同時間段、不同行人行走速度和有無攜帶行李等因素都會影響乘客通過安檢的速度，例如男性乘客和女性乘客的行走速度分別為1.33 m/s和1.27 m/s，有1 kg行李和無行李的乘客走行速度分別為1.23 m/s和1.33 m/s等，攜帶大件行李的乘客可能會在安檢處花費比普通乘客多5～10 s甚至更多的時間［11］。通過仿真模擬可以觀察到在人流量還較少時，安檢處就已經聚集了大量的乘客，由此可以得出，隨著時間的推移，安檢處乘客會越來越多，擁擠程度也會越來越高，最終在安檢處會造成嚴重的擁擠情況。

3.2 售票廳處擁擠情況分析

由仿真運行圖可觀察到售票廳前側處的堵塞是由乘客進出客流引起的，但是影響不大，所以客流量大并不會對人員通行造成較大的影響。

3.3 各個出入口擁擠問題分析

通過仿真模型的運行圖可以發現，各個站點出入口均呈現不同程度的擁堵狀態，這種擁堵主要是由進出站客流的沖突造成的［12］。

3.4 自動扶梯區域擁堵問題探討

從仿真模擬結果可以觀察到，因為乘客抵達站點的時間相對集中，且在自動檢票過程中耗費了一定的時間，導致在自動扶梯入口處形成擁堵，隨著客流量的增加，自動扶梯入口的擁堵狀況呈現加劇趨勢［13］。

4 優化方案與評價

4.1 優化方案

站內換乘設施的設計不當會降低其服務水平，例如樓梯的寬度如果設計不當，會影響乘客的流通；自助售票機若因位置設置不當或數量不足會導致乘客排長隊等候；進出站閘機的參數設置若不合理，可能導致進站速度過快或出站速度過慢，引發排隊情況；站臺的容納量是判斷其服務水平的關鍵指標，如果在設計規劃階段，站臺面積設計不合理，使得車站的客流量與站臺容納能力不匹配，將對車站的客流組織造成很大的困難［14］。

根據小寨站站廳層的實際情況，為了更有效地利用資源并減少擁堵，考慮到站廳無法進行大規模改造，提出以下優化建議：①重新配置進站閘機的位置，將其分為兩排，以擴大付費區的空間。②基于現有進站檢票門的布局，增設了一個出站檢票口，并對其位置進行優化，以減輕客流交會時的壓力。③對部分安置在安檢設備內側的自動售票機進行重新配置，將其遷移到外側，進而提升了非付費區域的使用效率。

4.2 優化方案評價

優化方案的評價主要從優化前后客流密度、站廳人數及乘客進出站時間等3方面進行。

4.2.1 客流密度優化效果分析。小寨站站廳層在實施優化措施后的客流密度與優化前相比有了顯著變化。優化措施通過擴大付費區域和增設一個檢票出口，有效降低了客流密度，同時減少了高密度客流點的數量［15］。這些改進不僅緩解了站廳內的客流沖突，還提高了站廳有效空間的利用率。

4.2.2 站廳人數優化分析。在保持客流量和站廳面積一致的條件下，仿真試驗進行到10 min時，優化措施執行前的地鐵站廳內人數為1 462人；而執行優化措施后，站廳內的人數減少到了1 121人，如圖6所示。這一變化說明，人流的密度得到了有效減小。

4.2.3 進出站平均用時優化效果對比。在客流量不變的情況下，當仿真試驗進行到10 min時，優化前的數據顯示乘客進站所需平均時間為223.45 s，而出站的平均時間則是168.46 s。對比之下，優化后的數據顯示，乘客進站的平均時間減少到了206.18 s，節省了17.27 s，同時出站的平均時間降至155.45 s，節省了13.01 s。這些數據清晰地表明，優化措施顯著提高了乘客進出站的效率，進而提升了乘車體驗。

5 結語

本研究深入探討了小寨站客流組織的仿真設計與實現過程。通過構建詳細的仿真模型，并系統分析仿真結果，針對小寨站客流組織中存在的問題，提出了一系列科學且有針對性的改進與優化策略。隨后，對優化后的方案再次進行了仿真驗證，以全面評估其實施效果。Anylogic仿真結果表明，通過擴大付費區域面積、增加安全檢查設施及重新配置進出站口的閘機數量和布局等方法，有效地緩解了地鐵站付費區域的擁堵問題，明顯改善了站內客流分布密度，減少了客流沖突，從而保障了乘客流動的順暢性。這些改進措施不僅提高了地鐵站的運行效率，還為其他類似交通樞紐的客流組織提供了參考。

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