基于乘客感知的地铁站台等待区服务水平评价

张 敏，韦凌翔，茹小磊，赵丹婷

(长安大学 公路学院，陕西 西安 710064)*

0 引言

由于城市地铁系统具有运量大、速度快、准点性高等其他交通方式无法替代的优势，使其成为了城市公共交通系统的重要组成部分［1-2］.自1969～2014年初，城市地铁系统在我国的北京、上海、广州、南京、西安等二十余个城市已经建成运行.通过在长期大规模的地铁建设中的不断摸索以及其技术的不断进步，我国城市地铁在投资、建设、运营和管理等方面不断发展并走向成熟和完善［3-4］.其中，地铁站台等待区域作为乘客等待上车的集散区域，制定相应的服务水平标准、研究其乘客密度等交通参数特性对提升站台等待区服务质量以及保证乘客上下通行效率具有重要意义.

乘客在地铁站台等待区的服务水平受多种因素的影响，同一国家不同手册、不同发展时期同一手册所制定的行人服务水平划分标准均存在较大的差异性.而国内在《地铁设计规范》只是对其站台设计的尺寸制定了相关的设计规范，并未对其相应的服务水平等级进行界定.因此有必要开展针对我国城市地铁站台等待区服务水平划分以及乘客密度特性方面的研究.目前，行人设施服务水平的研究方法［5-6］可分为:基于行人占用空间、基于步行环境质量、基于定性因素分析、基于数学模型、基于行人感知等五类服务水平划分方法.事实上，对乘客设施的服务水平感受最深、最直接的是乘客设施的使用者.

目前国内外对基于使用者感知的服务水平方面进行了一些研究，取得了一定的研究成果［6-9］.以上研究成果中服务水平的研究对象主要集中在机场与地铁通道，而地铁站台等待区作为乘客等待上车的集散区域，服务水平划分标准的研究对提升站台等待区服务质量以及保证乘客上下通行效率具有重要意义.基于以上论述，本文拟以西安市地铁为例，运用乘客倾向选择的调查方法，对西安市地铁站台等待区服务水平的判定进行研究，并与美国《公共交通通行能力和服务质量手册(TCQSM原著第 2版)》(其他部分简称《TCQSM》)、《道路通行能力(HCM2000)》(其他部分简称《HCM》)中规定的关于行人在等待区的服务水平划分标准进行了对比分析，此外运用此判定标准对地铁2号线沿线具有代表性站点的站台等待区服务水平进行实例验证分析.

1 SP调查与服务水平划分结果

1.1 调查基本实现与原理

交通调查所选用的方法是乘客问卷调查方法.基本调查思想是［7，10］:乘客在回答问卷调查时，将根据自己对站台等待区的不同拥挤程度的感知，及对应的各等级服务水平描述，从各照片列表中选出与自身认可的各等级相对应的图片.这种处理方法是为了减少乘客的选择信息，力求问卷简单可行.

本文的调查问卷在使用对站台等待区实景照片的基础上，借助MATLAB编程模拟不同密度的乘客散点分布图，提高被调查者对区域乘客拥挤度的平面直观感受.

对地铁站台等待区而言，其服务水平等级可以使用反映乘客微观交通特性的指标(乘客空间需求等)和反映乘客宏观交通特性的指标(人群密度等)进行划分.参考《TCQSM》中各类行人设施的分级描述确定了站台等待区的服务水平描述(如表1).

表1 站台等待区行人服务水平分级问卷描述

1.2 调查数据处理方法

首先，对设计的图片进行数据处理，根据区域面积以及乘客人数，得到每张图片的乘客密度.其次，根据乘客对照片的选择结果，将所得数据进行处理，确定对应的服务水平的上下界.此外，由于西安等国内各城市的地铁建设尚处于发展期，为保证服务水平划分结果具有长期适用性以及可移植性等应用需求，本文把乘客选择的结果作为各等级服务水平的下界，其上界可以用高一级服务水平的下界确定.其中，最低等级的F级服务水平无须确定下界，调查数据仅供校核.根据调查问卷的选择结果，可以直观得到站台等待区服务水平的边界值.乘客需求空间下界值(Di)由式(1)确定，具体如下［7-8］.

式中:Dij为i服务水平的第j张图片的乘客需求空间;fij为i服务水平的第j张图片被选择频数.

1.3 调查结果与服务水平划分

本文根据以上调查设计了《地铁车站站台等候区域乘客拥挤度感知调查问卷》，调查方式分为两种:①通过网络向西安市市民发放电子问卷;②在西安市地铁站点随机向乘客发放调查问卷进行现场调查.按照调查数据处理方法得出了站台等待区5个服务水平等级下相应的乘客密度与空间占有率(乘客密度与空间占有率互为倒数关系)下界值，如表2所示.将此服务水平的划分标准与《TCQSM》、《HCM》(注:2010年版《HCM》将行人等待区域服务水平等级划分部分省略，故本文参照2000年版《HCM》的相应划分标准)的空间占有率下界以及乘客密度下界对比可以看出，本文得到的西安市站台等待区的服务水平划分标准略低，即西安市地铁站台等待区乘客所感受的服务水平低于美国的服务水平.其主要原因为:中国西安市居民(黄种人)的体形较美国城市居民(白种人、黑种人)体型相对较小、西安市等大城市居民忍耐性较高等差异性［8-9］.

表2 乘客在不同服务水平下的乘客密度和占有空间下界值

2 乘客密度采集与服务水平评价

2.1 乘客密度采集

2.1.1 调查方法

为了准确获取乘客在地铁站站台等待区乘客密度的时空特性，采用录像机记录的视频信息进行地铁内乘客密度数据采集的方法，即录像采集法.录像采集法是目前行人调查中广泛采用的调查方法，具备存储便捷，可以重访获取细节信息的优点［11-12］.其中，行人密度计算公式如式(2)，乘客空间占有率计算式(3)所示［13］，其计算示意图如图1所示.

图1 乘客密度计算示意图

将所有数据信息录入数据处理表格中，以便分析乘客密度和空间占有率的时空特性.

式中:K为地铁内站点等待区的乘客交通流密度，p/(m2·min);N为单位时间(min)在站台等待区的乘客平均数量，p;A为站台等待区的面积，m2;L为地铁站台等待区的长度，m;W为地铁站台等待区的长度，m;S为地铁内站点等待区的乘客空间占有率，m2/(p·min).

2.1.2 调查站点与时段的选取

为保证调查位置全面覆盖不同特征站点，选取西安市地铁2号线的起始站(北客站和韦曲南站)、换乘站点(北大街站)、客流集散较大站点(钟楼站、体育场站、小寨站、会展中心站)共计7个站点上行、下行的站台等待区为调查站点，位置如图2所示.为了得到调查站点在运行时段的乘客密度的时空分布数据，并考虑乘客密度数据的调查需要确定一个连续渐变的时段，因此，乘客密度观测的时间为工作日(周三)和非工作日(周六)晚高峰17∶00～19∶00.确定目标车站的站台等待区后，选取区域内一段宽W，长L的区域作为拍摄区域，为便于在视频数据提取时更准确判断出行人是否处于该区域，边界尽量选择有明显标识的边线.

图2 调查站点位置分布图

2.1.3 站点调查位置设计

由于地铁站台等待区具有数量多、乘客密度与其距楼梯出入口的距离呈正相关性等特点，通过设置合理的录像采集点表征整个站台的乘客密度特性至关重要［10，13］.为此，本文对所需调查的7个站点的站台等待区面积、数量以及其排队等候区与楼梯出入的距离进行了实地测量与调查，设计了每个站点设置6个代表性的录像位置(上下行各3个)的调查位置选取方案.

2.2 数据处理与服务水平评价

首先，根据录像采集的数据，记录被观测站台等待区乘客密度数据;其次，根据式(2)计算乘客密度，对每个站点同一方向的3个观测点的乘客密度数据取平均值得到7个站点两个方向工作日、非工作日的乘客密度参数，根据乘客密度按照式(3)计算相应的乘客空间占有率参数;最后，依据本文建立的地铁站台等待区服务水平划分标准(表2)，计算7个站点工作日与非工作日上、下行的服务水平评价图如图3所示(上行表示开往北客站方向，下行表示开往韦曲南站).

图3 服务水平评价图

由图3可得出以下结论:①始发站(韦曲南站、北客站)均处于B级服务水平，表明始发站站台等待区的乘客的所进行的活动基本不受到限制;②会展中心站、小寨站、体育场站、钟楼站四个客流集散较大站点大部分处于C级服务水平，表明人流密度处于在个人的舒适范围之内，此外，体育场站工作日的上、下行方向处于B级服务水平(乘客的所进行的活动基本不受到限制)、小寨站非工作日的下行方向处于D级服务水平(乘客在队伍中受到很大的限制);③北大街换乘站点的工作日下行方向以及非工作日的上、下行方向均为D级，表明乘客在队伍中受到很大的限制，只能作为整体向前移动，在此人流密度下长时间等待是不舒适的，只有工作日的上行方向为C级服务水平(人流密度处于在个人的舒适范围之内).综上所述，以上得出的结论与实际中在相应时段对应站点的候车感受基本一致，验证了服务水平划分标准在西安市的适用性.

3 结论

(1)西安市站台等待区的服务水平划分标准略低于美国《TCQSM》、《HCM》的相关标准，即西安市地铁站台等待区乘客所感受的服务水平低于美国的服务水平;

(2)对服务水平实例判定的结果与实际中在相应时段对应站点的候车感受基本一致，验证了服务水平划分标准在西安市等国内地铁已建或者待建城市的适用性以及可移植性.

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