基于客流预测的地铁疏散方案

摘要：随时代发展，地铁已成为人们出行的重要方式。本文以南京龙华路地铁站为研究对象，收集数据、实地考察后获得其建筑结构、行人路径，分析其客流疏散方面问题，通过Anylogic软件建立龙华路站的仿真模型，对该地铁站疏散设计优化，提出更高效的疏散方案，提高地铁站服务水平与运输效率，对地铁疏散方面的研究具有一定价值。

关键词：地铁疏散方案，Anylogic，仿真建模

一、绪论

（一）研究背景与意义

当前时代高速发展，地铁作为继陆上交通工具之外衍生的新型公共交通方式， 已然逐渐融入人们的日常出行，成为城市交通运输的主力。众所周知，交通拥堵间接影响社会经济活动，降低社会经济效益。地铁的出现规避了城市路面占地面积不足的限制，极少占用地面资源，拥有准时、高速、运输量大、节能环保等优点。

然而，地铁虽方便快捷，但由于设计方案与运行实际情况之间的存在不相适应的状况，地铁的客流拥堵问题也日渐严重。交通需求随着城市人口不断增长而激增，部分地铁站严重拥堵的情况不仅影响了人们的正常通行，甚至提高了生命财产安全受侵害的风险。地铁在全封闭的线路上运行且基本设在地下隧道内，一旦遇上重大突发事件，人群的疏散相较于构造简单、单点客流量较小的车站更有难度。因此，设计地铁疏散方案和优化现有设施具有十分重大的意义。

（二）研究内容

通过文献查阅，掌握地铁模型建立以及疏散方案的基本理论，，总结出导致地铁拥堵的主客观因素。实地探访龙华路地铁站，确定地铁站的地理位置、内部空间结构，清点基础设施的数量，考察行人的行为特性，分析地铁站的潜在问题。利用Anylogic软件将龙华路站仿真建模，以考察所得数据运行模型，根据输出的密度统计图等图表，对客流、站厅、出口、基础设施等提出方案建议，缓解交通拥堵，减轻设备负荷，提高运输效率。[1]

二、南京龙华路地铁站调查与数据分析

（一）龙華路站简介及概况

龙华路站，位于南京市浦口区龙华路与文德东路、公园北路路口，是南京地铁10号线的车站。周边是商业街、学校、政府机关、小区的聚集地，日人流量较大，人口密集，是进行研究分析的合适对象。

龙华路站台层具有两组宽双向扶梯，与站厅层连接，站厅层在东西两侧分设安检进站设施，共有18个闸机，8个进站闸机和10个出站闸机。

龙华路站设有5个出入口。1号出入口位于车站东北方位，通向龙华路西侧;2号出入口位于车站西南方位，通向公园北路和文德东路;3号出入口位于车站东南方位，通向浦口珠江路;4号出入口和5号出入口为预留口，暂未开通。

（二）龙华路站行人路径与问题

1、龙华路站行人路径

地铁10号线乘客在龙华路站下车后，可选择西侧扶梯或东侧扶梯直通站厅层，两条线路均可将乘客疏散至站厅层。到达站厅层后，乘客可选择通过西侧出口闸机或东侧出口闸机前往相应的出口或地面层。进站时，乘客从1、2、3号出入口进入站厅层，从2号出入口进入的乘客通过西侧安检机，从1、3号出入口进入的乘客通过东侧安检机，接着通过入口闸机检票进站，通过两组扶梯进入站台层。

2、龙华路站疏散问题

（1）站厅层出入口为非对称性设置[2]，西侧仅开放一个进出口，进出口通过能力远低于东侧，人流于西侧出站闸机处大量滞留，与进站人流交织，导致客流疏散不均匀。

（2）进出站闸机数量不满足人流量的需求。高峰时段在进站闸机与安检机之间的区域会出现等候排队的情况，形成一处短暂的人流堆积，延长行人进站时间。

（3）东侧出站口距离出口闸机较远，步行距离较长，间接延长了疏散时间，同时行人在选择两个出入口时由于对站内布局陌生、设施不熟悉等原因不能以最快的速度到达最近出口，出现绕路、行走路径交叉的现象。

（4）扶梯承载、容纳能力不足，列车到达后大量人群从站台层涌向站厅层，主要途径为两侧扶梯，使用过程中会因长度、高度的制约造成行人的滞留，一定程度上影响了整体疏散的时间。

三、龙华路站疏散仿真与优化

（一）建立龙华路站模型

1、地铁物理建模

利用现有的龙华路地铁站平面图作为参照，确定地铁站出入口数量、层数、尺寸，建立物理模型。该地铁站模型站厅层距地面8米，站台层距地面10米，每层长约为160米，宽约为20米。建立过程中运用矩形墙、折线、三维物体、扶梯组等功能完善模型全貌细节。

在站厅层出入口处设置到达线，在自动售票机、人工售票处、出入口闸机设置线服务执行买票、检票等进程，安检区设置线服务完成安检。同时在站台层地铁停靠处设置到达线，代表地铁到站后行人出站进站的进程。

2、行人逻辑组构

建立好地铁站模型框架后，对于行人的产生、行人行走路径、行人的消失、站台等待区域等的创建，需要利用行人库中的各类模块进行关系搭建。

根据需求统计人的速度、时间、密度等参数，此模型中设置了时间、密度以及排队长度等的测量。为比较疏散时间的快慢，在逻辑图中统计进站到乘车的时间值和下车到出站的时间值，使用分析图表，同时辅助添加时间折线图计算平均速度。

3、站厅与出口优化方案

（1）平均两侧出入口数。龙华路站为中小型地铁站，周边商圈聚集、人流量大，各个进出口的宽度不同，人流量也不均衡。2号口日流量最大，且西侧仅有2号口开放使用，易发生换乘客流拥堵和不均。为提前分流缓解2号口压力，改善方案中追加开放4号、5号口，加快了行人进站速度。

（2）增加站厅层闸机、安检机数量，增加4个入口、出口闸机，增加2个安检机，提高基础设施设备的通行能力，减少行人进出站时间。[3]

（3）规定行人行走最短路径，限制进出站行人行走方向，避免客流过度交织和绕行以节约时间。

（二）验证优化方案

通过多次仿真实现以及统计测量结果显示，按原地铁站设施规划、方案设置运行后，行人进站时间平均值为350.77s，出站时间平均值为263.01s，行人平均速率为1.037m/s，在经过相应设施、服务线、目标线的调整后，改善方案中的进站时间平均值为242.95s，出站时间平均值为215.04s，行人平均速率为1.799m/s。

经过比较可知，改善后的方案进站时间平均值比原方案快107.82s，出站时间平均值快47.97s，行人平均速率增长了约73%。说明，改善后的方案大大提高了行人进出站时间，保持了地铁的畅通，在遇突发时间时有较强的应对能力。

输出龙华路站方案改善前后的区域人群密度图后，密度图的直观显示对应站厅层的行人密度，颜色的递进代表区域的拥堵程度。[5]蓝绿色代表区域行人密度较小，行人通过时通畅，橙红色代表区域行人密度较大，行人通过时拥堵。

经过方案改良后显示，密度图红色区域面积减少、颜色变淡，蓝绿区域覆盖面积增加，证明方案效果显著。新增出入口缓解了原出入口的压力，起到了分流的作用，2号口严重拥堵情况被4号口的开通改善，5号口的开通分擔了1号、3号口的压力。同时出入口闸机的追加设置避免了特定点、路径的长时段拥堵，提高行人进出速度，降低安全风险。

（三）基于地铁站模型的改进意见

1、客流高峰期制定相应方案。每个客流释放的周期，行人数量陡增，若检测到某片区域或某个时段客流疏散压力大，可以启用不同程度的疏散方案，如加快扶梯运行速度、提高安检机通过率、到站地铁延迟开关门等方法错开客流高峰。

2、增加基础设施设置。地铁基础设施的完善可以增加地铁乘坐舒适度，提高行人的满意度，通过增加应急灯数量、增设消防设施、增加闸机等，以合理适当的成本提高地铁站相应性能，为其提供更出色的运营环境。

3、地铁工作人员提高业务能力，拥堵时段加强人工疏导，[xix]指引行人择优路径通过闸机，人流激增后能够合理设置导向栏杆，避免不必要绕行和冲突点的产生，对于存在问题和自身障碍的行人给予人性化服务。

四、结论

本文以南京龙华路地铁站为研究对象，以探究更高效、更合理的地铁疏散方案为目的，基于Anylogic软件进行仿真建模，提出优化方案结果显示建模改善后的疏散方案比原有方案能更快速地疏散乘客。

本文综合考虑了设施、路线、等因素对于客流疏散时间、速度的影响，分析了此地铁站的疏散问题，在实际情境下设计、优化疏散方案，提出改进意见，给其他地铁站疏散方案设计与运营提供了借鉴，对地铁疏散方面的发展有一定的参考意义。

参考文献：

[1]黄慧琼，李琳玉.拥挤收费的机理分析[J].交通科技与经济，2009

[2]付红飞. 地铁换乘站应急疏散方案研究[D].中国矿业大学，2021

[3]王文璇. 基于AnyLogic的地铁换乘站行人行为特性研究[D].长安大学，2017

[4]周伟，陈礼美，黄叶清，张丹童.基于AnyLogic的地铁应急客流疏散方案的设计[J].科技风，2021

[5]陈宝怡.城市轨道交通运能瓶颈识别方法研究[J].建筑工程技术与设计，2018

【基金项目】本文系江苏警官学院科创项目基金研究成果，项目编号：202110329032Y

作者简介：顾问（2000-12-），女，汉族，江苏常州人，江苏警官学院本科在读，研究方向：交通工程专业。