大型客运站站台规模计算研究

李伟冬, 张　霞

(中铁二院工程集团有限责任公司， 四川成都 610031)



大型客运站站台规模计算研究

李伟冬, 张霞

(中铁二院工程集团有限责任公司， 四川成都 610031)

【摘要】文章是在考虑目前我国客运专线大规模建设的前提下，讨论客运专线引入大型客运站后，站台规模的确定问题。首先应根据逃生需求确定站台规模，其次，可基于站台候车模式下利用排队论的方法，计算基于乘客换乘量的需要站台面积，用最小宽度作为演算指标，最终得到合理的站台尺寸规模。在实际工程设计中，由于高峰小时发送量(PH)等基本指标较为宏观、粗糙，故乘客换乘量的需要站台面积作为检算指标使用较为适宜。

【关键词】客运专线；客运站；站台规模

随着我国铁路客运专线的大规模建设，许多大城市的铁路客运站越来越多。客运专线大型客运站由于修建成本较高，故各项指标设计极为重要。站台面积和数量是车站设计时必须考虑的指标，该指标对为满足旅客乘降功能和减少工程投资具有重要意义。

1旅客站台规模主要影响因素

旅客站台规模，即旅客站台的个数、长度及宽度指标。主要影响因素有：

(1)站台最大聚集人数。站台宽度应满足旅客一次乘降或同时进站的最大聚集人数要求，其宽度应根据客流密度确定。

(2)旅客地道数量及其在站台上的出入口宽度。旅客进出站地道的设置数量及通向各站台的出入口，一般设置双侧出入口。对客运专线的大、中型客运站，一般设置有自动扶梯，出入口宽度应满足设置自动扶梯的宽度要求。

(3)建筑物边缘至站台边缘的宽度。站台边缘至建筑物边缘的距离应保证工作人员作业和站台上旅客的安全，以及有关车辆通行的宽度要求。

(4)建筑物的结构宽度。站台的宽度应满足站台上设置的有关建筑物的结构宽度要求。

(5)有关作业的要求。站台上应考虑消防车的通行及轮椅车的使用等要求。

2基于逃生需求的站台规模计算

2.1旅客站台长度的确定

旅客站台长度是按列车长度加前后富裕长度确定的。由于客运专线只考虑动车组运行，站台长度计算按动车组16辆(CRH1型)编组计，车底长度按430m考虑，并考虑动车组前后各加10m的停车余量，确定旅客站台长度为450m。

2.2基本站台宽度的确定

对于站房或行车室突出部分边缘至站台边缘的距离，大型客运站需考虑安排较大规模迎送活动并与站房建筑景观相协调，该距离采用20～25m。

2.3中间站台宽度的确定

岛式站台、侧式站台宽度示意见图1。

图1　岛式站台、侧式站台宽度组成示意

(1)

式中：T为撤离或逃生的时间；Q为每个出入口需要疏散的总人数；A为人行楼梯通过能力，取70人/(min·m)；0.9m为人行楼梯宽度。

大型客运站站台上的旅客人数按岛式站台同时有两列车停靠，每列按1 200人计算，站台上的工作人员及接送站的人员等合计按600人计算，总人数为3 000人。

旅客进出站出入口边墙厚度(b2)根据建筑设计要求，采用不锈钢栏杆需要宽度按0.25m设计。

边墙边缘至站台边缘的距离(b3)主要根据旅客通过和候车的需要、残疾人轮椅和消防车的通行要求等因素确定。目前使用的消防车型号较多，车宽一般为2.50m，再考虑0.5m的安全宽度，故边墙边缘至站台边缘需要的宽度为3.0m。残疾人轮椅通行需要的宽度为1.40m，站台边缘至安全线的宽度为1.0m，考虑轮椅通过的同时仍能满足一位行人通过的宽度0.6m，则残疾人轮椅通行需要的宽度为3.0m。

按旅客站台设置有关建筑物及设备所需要的岛式中间站台宽度为：5.0m+2×0.25m(边墙厚度)+2×3.0m(边墙边缘至站台边缘的距离)=11.50m。

3基于站台候车模式确定站台规模

基于逃生需求确定的站台规模是静态的，也没有与客运站的总体规模、客运站接发车能力相结合，故需要进一步研究基于站台候车模式的站台规模。

3.1基于站台候车模式的站台规模影响因素

3.1.1乘客转换量

乘客需要在站台等候列车、下车离开站台、在站台换乘其他列车，如果站台规模太小，乘客的舒适性严重受影响，且在站台的转换速度也会降低，直接增加列车在站停留时间及站台延误。相反，如果站台规模太大，会浪费成本和用地。

3.1.2客流分布特征

一般情况下，乘客是陆续进入站台，乘客分布逐渐由稀到密，当列车未到时，大部分乘客会在各自所要乘坐的车厢的站位附近等候，考虑到部分乘客可能寻找合适的线路站位或避开拥挤的人群，这样必然会有乘客进行短距离的流动，这种流动最终促使站台上站位附近的乘客的分布趋于均匀。

3.2基于乘客换乘量的站台规模计算模型

基于站台候车模式的乘客上下车服务过程可以描述为：

(1)乘客上车：乘客步行进入站台→在站台等候车辆→车辆到达→上车离开；

(2)乘客下车：乘客下车进入站台→经过一段距离离开站台。

乘客的这种活动是一种流的概念，可以描述为两个方向的乘客流在站台接受服务后按照一定的方式离开。那么此乘客上下车服务可以看作一个排队过程，即可以用排队论的理论进行研究。

设站台内乘客自由流动的最大容量为N，当乘客数大于N时，后面的乘客就不会进人车站，并且服务台为1，那么该系统为容量有限的单通道排队服务系统，抽象后的服务过程见图2。

根据排队论模型的分类，上车的排队系统是M/D/1/N/∞/FCFS排队系统，表示乘客到达服从泊松分布，服务时间为定长服务，服务台数量为1，系统容量为N，顾客数量无限，排队规则为先到先服务的排队系统。下车的排队系统是M/D/1/N/∞/FCFS排队系统，表示乘客到达服从泊松分布，服务时间为定长分布，服务台数量为1，系统容量为N，顾客数量无限，排队规则为先到先服务的排队系统。

图2　站点服务过程示意

站台中转乘客量要满足上下车客流量的要求，上车客流和下车客流分别考虑独立同时进行。上下车的总客流量应该小于系统容量N，表示如下：

(2)

式中:Lq1为站台上等待接受上车服务的乘客量；Lq2为站台上等待接受下车服务的乘客量。

3.2.1上车乘客量的计算公式

进站上车的客流服从泊松分布，服务时间T为定长服务，λ1(人/h)表示单位时间内平均到达的乘客数，等价于高峰小时发送量PH。

乘客上车站台服务时间分为乘客步行进入站台的时间tb(min)和候车时间th(min)，设站台长度为L(m)，则乘客步行进站的距离平均为L/2(m)，步行速度记为Vb(m/min)，发车间隔为f(min)。则：

(3)

(4)

所以站台服务时间为：

(5)

所以

(6)

(7)

(8)

在乘客上下车过程中，只是等待服务的乘客占用站台资源，因此只需求出在队列中等待的平均乘客量即可。

乘客在站台内接受下车服务的乘客量Lq1计算公式如下：

(9)

3.2.2下车乘客量的计算公式

(10)

(11)

(12)

(13)

由此可以计算出站台内接受下车服务的乘客量Lq2：

(14)

根据上式建立的不等式可以计算出站台容量N要满足的关系式，即N≥M，其中M=Lq1+Lq2，该式与式(2)～式(13)联合求解，其中令N=M，求得的M就是站台所必需的最小站台容量，由M即可计算出站台所需的最小空间面积S。如：

S=Si·M

(15)

式中Si为一个乘客所需站台面积。站台上人均占有面积取0.33～0.75m2/人，考虑旅客携带行李，可取均值0.5m2/人。

3.2.3实例

本文以南昌枢纽新建南昌西站为例，南昌西客站建有12个站台，22条到发线。站房高峰小时旅客发送量6 000人；预测近、远期年旅客发送量分别为1 600万人和2 400万人。南昌西客运站主要办理杭州、长沙、赣州、福州方向的动车始发、终到作业，同时办理九江至赣州、九江至福州、九江至杭州、九江至长沙、福州至长沙、赣州至长沙、杭州至长沙的动车通过作业。

λ1=λ2=高峰小时旅客发送量，步行速度记为Vb(m/min)=4.0(m/min)，高峰小时每条到发线办理的列车对数为2.5对，扣除起停附加时分，发车间隔记为f(min)=15(min)，则：

上车乘客量：

下车乘客量：

S=Si·M=0.5×(45374.5+44999.5)=45187 m2

故所需要站台个数=S/S1=11.64，取值12。

Si为一个450m×11.5m(长×宽)站台有效利用面积为450×11.5×75 %=3881.25m2

4结论

可见，客运专线首先应根据逃生需求确定站台规模，其次，可基于站台候车模式下利用排队论的方法，计算基于乘客换乘量的需要站台面积，本着以最小站台面积和最小长度来确定站台宽度的思想，用最小宽度作为演算指标，最终得到合理的站台尺寸规模。在实际工程设计中，由于高峰小时发送量(PH)等基本指标较为宏观、粗糙，故乘客换乘量的需要站台面积作为检算指标使用较为适宜。

参考文献

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[6]李庆生. 客运专线车站旅客站台宽度的研究[J].铁道运输与经济，2005(10):40-41.

[作者简介]李伟冬(1983～)，男，硕士, 工程师，从事站场设计；张霞(1985～)，女，硕士,工程师,从事站场设计。

【中图分类号】U291.1

【文献标志码】B

[定稿日期]2016-05-16