城市轨道交通车站通道联合通行能力的研究

金建刚　张宁

【摘 要】研究了现有的通道通行能力的计算方法，结合了设施之间的相关系数的概念，分析了车站各设施对通道通行能力的影响，提出了联合通行能力的概念。利用地铁站客流数据分析了与通道关联的其他设施对通道通行能力的影响因子，得出了其他设施对通道影响后的修正系数，提高了通道设计的合理性，使地铁车站通道设计的准确性提升到了一个新的高度。

【关键词】通道；通行能力；联合通行能力；修正系数

1 车站通道设施现状

近年来我国许多城市的轨道交通得到了迅速的发展。随着乘客数量的不断增长，对轨道交通内部设施也提出了更高的要求，通道是车站设施的重要组成部分，国内外许多专家在这方面进行了研究。南海超等在《地铁车站客流服务水平与通道宽度关系的探索》中，通过实例调查成都市客流到达规律，并结合服务水平建立行人系统仿真模拟，对通道通过能力与服务水平进行了初步的探讨[1]。Jodie Y.S.Lee等在《双向混行人流交叉人行道的新式乘客服务水平等级》中，通过问卷调查，研究在混行人行通道情况下乘客服务水平等级，弥补了现行的乘客服务水平只适用于单向的人行通道[2]。

随着轨道交通的进一步完善，车站内的设施设计也在不断地优化，但目前通道设计中还存在着一些不足，主要表现在以下几个方面：

（1）通道通行能力的设计有一定程度上的不合理性，主要体现在上下班高峰期，由于设施布局的设计与实际客流环境存在一些偏差，会形成客流阻塞和停滞现象，导致通道的服务水平下降。

（2）通道与其他设施的衔接略有欠缺，主要体现在自动售票机以及闸机处形成的排队对通道的通行能力产生了一定的影响。而现阶段的设计则没有充分考虑这些影响因素，因此在通道与其他设施的匹配性上存在一定的偏差。

本文所讨论的通道指的是出入口端部至进入收费服务区之前的通道，不包括站内人行通道等。

2 通道联合通行能力

2.1 通道联合同行能力的定义

车站通道的通行能力是指根据通道实际情况，在一定的客流组织方法、技术作业过程条件下，在单位时间内，所能通过或容纳的最大旅客人数[3]。

现有的通道通行能力的定义只从通道设施单一角度分析，不考虑到其他因素的影响，于是提出了通道联合通行能力的概念。通道联合通行能力是指考虑与通道直接相连接的其他设施的通行能力，计入它们对通道的影响之后得出的通道实际通行能力。相比于之前的通道通行能力的定义，通道联合通行能力综合考虑了其他设备的布设如闸机和自动售票机等对通道通行能力的影响。可以通过分析其他相关联设施对通道设施的影响，得出修正系数，对原有的通行能力进行修正，使通道设计更加合理。

2.2 自动售票机的影响

自动售票机一般设置在通道的一侧。通常客流量较大的车站，客流在自动售票机前形成排队现象，会导致通道的实际通行宽度缩短，从而导致通道的实际通行能力的下降。现以南京珠江路地铁站为例进行分析。珠江路地铁站的平面布局图如图1所示。

珠江路地铁站现有12台自动售票机，全部设在通道一侧，其中7号到12号设在两出入口之间的通道上。而如果7号到12号的自动售票机上形成排队，则会影响其他乘客进入车站内，在自动售票机处会形成拥堵。当乘客购票速率大于进站客流步速时，则不会在售票机处形成排队；反之，乘客购票速率小于进站客流步速时，就会在售票机处形成排队。

2.3 闸机的影响

闸机与通道直接相连，直接影响了通道的通行能力。如图1所示，珠江路地铁站共有四个闸机组，其中A、B为进站闸机组，C、D为出站闸机组。闸机组的通行能力大小，直接决定了通道内是否会形成拥堵。

以进站情况为例。倘若客流在闸机A、B处形成了排队，则必定会影响后续客流的行进速率。当客流速率大于闸机通过速率时，就会在闸机处形成排队；当客流速率小于闸机通过速率时，就不会在闸机处形成排队。

假设原闸机处不布设闸机，则相当于通道，此时原闸机处人群的通过率和通道任意一处相同，当布设了闸机后，则根据闸机单人通过的速率，来判断此处是否会形成排队。另外，闸机组的闸机数也对是否形成排队有重要的影响。闸机数量越多，则单位时间内通过的人数也就越多，这样可以减小排队事件发生的概率。

3 通道设施通行能力的计算

3.1 自动售票机影响时的修正系数

当自动售票机前形成排队时，必然会阻塞一部分人群的前进。由于排队长度的存在，会缩小售票机处的通道可行宽度。考虑自动售票机的作用时，主要考虑自动售票机处的排队长度对通道实际可行宽度的影响，从而得到相应的修正系数（见式1）。

部分地区的设计手册针对自动售票机的配置做了附加规定：自动售票机的服务及维修均为正面作业，自动售票机前预留3m的排队空间，并且每一区位至少有2部自动售票机。此外，基于配置空间的考虑，应预留 50% 的扩充能力。显然，3m只是作为一个理想的最大值，现实情况下，一般小于3m。

3.2 闸机影响的修正系数

闸机处形成的排队，也会影响通道的通行能力，但是这种影响和自动售票机处排队对通道通行能力的影响不同。自动售票机一般设在出入口附近，是乘客进入车站必须经过的，从自动售票机到闸机处，乘客的数量还是很多的。然而，当乘客到达闸机时，无需考虑闸机处排队长度对乘客往前走的影响。闸机处的排队主要对从出入口到闸机部分的通道的通行能力产生影响。

闸机对通道通行能力的影响可以从闸机通过速率和闸机数量两方面进行分析。

3.2.1 闸机通过速率

闸机通过速率和通道人群速率作对比，可以得到在闸机处的延误程度（一般情况下，闸机的通过速率小于人群的步行速率）。所得的延误率即闸机通过速率与人群步行速率之比即可作为闸机通过速率对通道通行能力的影响系数。

闸机的通过速率又与闸机类型有关。据地铁规范，可知各类闸机的通过速率见表1。

通过能力参考值

3.2.2 闸机数量

闸机数量决定了单位时间内闸机处通过的人数，由于闸机的分布和乘客进入车站对闸机的选择，导致许多闸机出现空置或者少用现象，如果在分析闸机数量对通道通行能力的影响时把所有的闸机都考虑进去，则误差就会比较大，因此提出一个闸机有效使用数量的概念：

假设一组闸机的所有间断客流全部由几台闸机按最大通行能力通过，此时的闸机数量，定义为闸机有效使用数量。

4 结语

现有的通道设计中存在着一些不足，从本文中可以看出，设备之间的相互影响是不容忽视的。而在车站设备设计中，往往单一考虑了一个设备，而忽略了其他设备对它的影响，因此在实际建成后往往会出现拥堵现象。本文提出了联合通行能力正是为了解决这个问题。联合通行能力的提出，很好地把车站各设备联系到一起，使车站从一个整体的角度进行设计，这样很好地解决了由于设备之间的相互影响所带来的乘客流拥堵和瓶颈问题。这对以后车站设备设计是一个很好的参考。

【参考文献】

[1]南海超，胡路，王文谨.地铁车站客流服务水平与通道宽度关系的探索[J].铁道勘察，2009（2）：109-113.

[2]Jodie Y.S.Lee，P.K.Goh，William H.K.Lam.New Level-of-Service Standard for Signalized Crosswalks With Bi-Directional Pedestrian now[J]. Journal of Transportation Engineering， 2005， 12.

[3]马杰.城市轨道交通车站通行设施通过能力研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[4]王洪臣.城市轨道交通车站行人交通微观特性研究[D].南京：东南大学，2013.

[责任编辑：杨玉洁]