轨道交通换乘站运营组织优化研究

慕强

摘  要：城市轨道交通网络化运营对于促进运营秩序化、发挥城市综合枢纽作用、推动城市经济协调发展具有重要的意义。换乘站是网络化运营的重点、难点工程，是线路走向和线网规划的关键点，换乘站设计方案、换乘方式和客运组织则直接影响着线网的效率、安全、服务及运能等关键性运营指标。本文主要从国内轨道交通换乘车站的设计方案、客运量分析、换乘形式、现状问题、各系统专业等方面进行了深入研究，分析了满足轨道交通现有换乘车站换乘功能的需求，提出了缓解拥堵、提高换乘效率的优化处理措施。

关键词：轨道交通;网络化;换乘站;运营组织

分类号：TP311.52

一、国内城市轨道交通网络化背景

国家交通运输部统计数据显示，截至2020年底，全国（不含港澳台）共有44个城市开通运营城市轨道交通线路233条，运营里程7545.5公里，车站4660座，步入或基本步入网络化城市共有25个，全年完成客运量175.9亿人次。

换乘车站为乘客在城市轨道交通无缝接驳换乘其他线路提供了载体，具有多向性、高峰客流冲击、压力不均衡、换复杂路径等特性，流畅的客运换乘方式可以引导乘客在车站空间的行为更加规范，有重要的导向作用。因此换乘站作为换乘路径的必要节点载体，成为每条线上的重点工程，是规划的锚固点，影响轨道交通线网的服务质量、运能能力。

二、换乘站现状分析

1.换乘站设计

目前国内轨道交通线网路径基本呈现出日益复杂的趋势，主要的拓扑包括棋盘型、放射型、环线型或综合叠加。二线换乘的车站主要换乘方式有平行换乘、“十”字型节点换乘、“T”字型交叉点换乘、“L”型拐点换乘、通道换乘等复杂综合，不同线网形态及换乘方式的换乘效率及体验不同。三线换乘、四线换乘、多种交通接驳换乘或多功能综合建设的贯通建筑则更为复杂，需要更加深入研究和实践总结。

2.换乘问题分析

影响人群出行的因素主要包括线网规划、换乘次数、步行时长、客流拥挤度、车站环境等，结合运营管理经验和乘客调研情况，现阶段换乘站存在的问题主要包括设计不合理、距离不均衡、工具不协调等。

2.1 换乘设计不合理

目前换乘站主要存在换乘通道设计不合理问题，使乘客换乘走向不明确，尤其在节点换乘站造成双向交叉冲突客流后更容易形成客流拥挤，降低换乘效率。当客流预测、模型建立阶段对换乘客流的预测不准确时，楼扶梯等换乘设施空间布置、配置数量也可能会存在不合理，导致资源浪费或效率降低。

2.2换乘距离不均衡

随着国民生活水平的提高，以人为本的设计理念和需求越来越强烈，缩短换乘距离、减少乘客走行过程中的相互影响、扩大换乘流量、提高换乘效率是设计阶段非常重要的目标。在站台-站台、站台-站厅组合换乘的方式中，会存在不同向换乘距离差异较大的问题。不同向的换乘距离不均会造成部分乘客为了节省距离通过短距离逆向行走，引起安全管理的混乱和不规范。

2.3资源工具不协调

换乘过程中需要的各种资源工具包括站厅、站台、通道、楼梯、自动扶梯、垂梯、导向标识等，我国《地铁设计规范》（9GB50157-2003）中对此类设施均作了明确规定要求，如换乘通道最小宽度为2.4m、1米通道的单向通行能力为5000人/h以上，1米宽自动扶梯输送速度0.5m/s的通行能力为8100人/h等。实际运营阶段经常会面临“吸纳和分解”各种客流的压力，出现通道疏通能力有限绕行严重、换乘电扶梯运力不足站台客流拥挤、站台面积有限环境差影响换乘舒适性等问题。

3.换乘客流特征分析

3.1换乘客运量组成

轨道交通运营客流服务指标评价中主要包括乘客通过量、人流速度、密度、面积、服务水平、换乘系数等，换乘车站客运量的定义包括该站的进站量、出站量及换乘量。

3.2换乘时间分析

换乘时间一般由换乘行走时间、候车时间组成。目前国内市区内多数地铁高峰时段的发车间隔在2分钟-5分钟之间，候车时间对乘客体验差别不大。但不同的换乘车站导致的行走时间差异较大对乘客感受影响较为明显，每种换乘形式中具体的楼梯、扶梯、铁马围绕、站台、站厅长度不同，导致的乘客行走时间差异较大。

乘客步行速度主要由换乘设施、周围环境和个体特征等综合因素决定。垂梯、扶梯等同一种换乘设施时多数乘客的速度是趋于一致的，没有明显的区别;但步行速度受周围环境、辅助信息、乘客心理作用影响，乘客的个体特征及出行目的对步行速度影响非常明显。

3.3客流密度特征分析

部分轨道交通换乘领域的研究结果表明，当乘客人均面积大于2.3㎡时，乘客步行速度不受密度影响可自由通行;使用面积大于0.5㎡且小于2.3㎡时，步行速度逐步下降;使用面积小于0.5㎡时，乘客步行速度基本趋于0，停滞换乘。

换乘客流具有间断性特点，每当列车到达时会形成较大客流密度然后迅速回落，因此需要合理计算发车间隔，依据不同方向的换乘客运量、发车间隔、换乘设施效率等参数做好科学的运营疏散组织，减少双向高峰客流的叠加现象。

三、典型“十”字换乘站换乘现状分析

1.换乘客流数据分析

以西安市轨道交通北大街站为例，该站是二号线与一号线“十”字换乘车站，其中一号线为地下二层侧式站台、二号线为地下三层岛式站台，两条线通过换乘楼梯、扶梯、铁马围挡等实现换乘。从ACC系统中提取某日15min换乘客流为原始数据，获取出该站早高峰为7：45-8：45、晚高峰为18：00-19：00，早晚高峰小时换乘客流分别为2.3万人次、2.28万人次，详细数据不在本文论述。

2.设备设施服务能力计算

在计算设备设施服务能力时，需结合乘客是否携带行李、周围是否有學校、养老院医院等特殊机构，对相关设计规范参数进行折减，北大街扶梯通行能力取7300人次/h，1米宽单向通道通行速度取5000人次/h，1米宽楼梯通行能力取3200人次/h。按照行车间隔3分钟计算，则换乘客流每3分钟到达该站一次，同时以上数据，计算出改换乘站各类设施每3分钟的最大通行能力，详见表1：

3.拥堵点分析

通道1是通道3和扶梯1的客流的合流点，其中T1=1757、T3=1004、F1=917，很显然T1<T3+F1，因此在通道3和扶梯1客流同时到达最大的情况下，通道1无法满足两处大客流的同时通过，很容易在通道1处造成拥堵。

同理，通道4是通道2、楼梯1、扶梯2的客流合流点，其中T4=1900、T2=1200、L1=636、F2=540，很显然T4<T2+L1+F2，因此在通道2、楼梯1、扶梯2汇合处很容易发生客流拥堵。

同时北大街早晚高峰阶段二号线的满载率基本保持在100%，瞬时客流冲击非常大。根据高峰客流数据的在各区域的分配比例、辅助监控计数等方式，可以计算发现楼梯1处的实际通过客流已逼近设计通行能力，即仅能勉强满足该站现状客流的需求。若客流持续攀升，需要进一步采用楼梯拓宽、客流分流等措施进行组织管理。

四、北大街换乘组织优化及改造方式

1.初期换乘组织优化

车站前期进行了进出站闸机调整，通过闸机修改扩大了车站付费区的空间，使大客流情况下站厅客流缓冲能力得到提升。通过采取站厅“S”弯设计、站厅楼梯口铁马小门、客流控制放行小门等三项措施达到客流有效管控的目的。

初期优化后，二号线站台客流拥堵有明显缓解，乘客在站厅绕行长度加长，对换乘通道的拥堵具有很大的缓解。但若后期高峰换乘客流持续增长，由于车站换乘空间有限，该换乘组织优化可能难以很好的解决届时多处关键节点拥堵的现象，需要进一步提高换乘效率。

2.车站换乘区域改造方式

在后续新线开通后，其现有设备设施在设计和使用上已不能满足快速上升的客流强度的挑战。需通过实际观察和客流模拟分析，根据客流预测情况锁定对本站客流拥堵点及超出阈值范围，研究车站主体部分公共区、设备区进行土建、装饰装修、相关设备等的改造可行性。

五、结语

总之为了满足换乘站乘客需求、畅通流动和设备设施整体协调，运营主体需要定期對车站客流特征、设备服务能力等进行分析总结，适时提出优化管理措施。本文仅在简单的两线换乘站已有的运营研究基础上进行了组织分析，对于多样化的换乘组织方式、专业的客流仿真模拟、利用技术手段创新管理换乘站等方面，还需要再做进一步的研究。

参考文献：

[1]王婧.轨道交通换乘站客流组织方法研究[D].西安：长安大学交通运输规划和管理研究所，2014.

[2]娜兰左.城市轨道交通“T”型换乘站客流组织评价方法研究[D].北京：北京交通大学，2012.

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