基于Anylogic的地铁站厅客流组织优化研究

摘 要：【目的】为提高地铁站厅客流组织效率，以西安地铁小寨站为典型案例，运用仿真方法，旨在改善高峰时段的客流拥堵状况，为地铁站的设计与运营提供实践指导和理论支持。【方法】采用Anylogic仿真软件，构建精准的小寨站客流动态模型，详细模拟高峰时段内的客流分布及流动模式。通过精细化调整客流引导设施布局，深入分析并比较不同优化方案对客流疏导效果的影响。【结果】基于仿真试验数据，系统性地评估了各优化方案下的客流分布特征及拥堵状况改善程度。通过定量分析，提出了一系列行之有效的优化措施，核心在于灵活调整闸机数量以适应不同时段的客流需求，并优化出入口设置以促进客流的有序流动。【结论】研究表明，科学合理的地铁站厅客流组织优化能够显著降低拥堵程度，有效提升乘客通行效率与整体运营水平。所得结论及优化策略对同类型地铁车站的设计规划与运营管理具有重要的借鉴意义和推广价值。

关键词：Anylogic；客流组织；方案对比；仿真优化

中图分类号：U234" " "文献标志码：A" " " 文章编号：1003-5168（2025）02-0062-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.02.012

Abstract： [Purposes] In order to optimize the efficiency of passenger flow organization in the subway station hall， this article takes Xi'an Metro Xiaozhai Station as a typical case and uses simulation methods to improve passenger flow congestion during peak hours and provide practical guidance and theory for the design and operation strategies of subway stations support. [Methods] The research uses Anylogic simulation software to construct an accurate passenger flow dynamic model of Xiaozhai Station and simulate the passenger flow distribution and flow pattern in peak hours in detail. By finely adjusting the layout of passenger flow guidance facilities，an in-depth analysis and comparison of the impact of different optimization plans on the passenger flow guidance effect was conducted. [Findings] Based on the simulation experiment data， this study systematically evaluated the passenger flow distribution characteristics and congestion improvement degree under each optimization scheme. Through quantitative analysis， a series of effective optimization measures are proposed. The core is to flexibly adjust the number of gates to adapt to passenger flow needs at different times， and optimize the entrance and exit settings to promote the orderly flow of passenger flow. [Conclusions] This study empirically shows that scientific and reasonable optimization of passenger flow organization in subway station halls can significantly reduce congestion and effectively improve passenger traffic efficiency and overall operational levels. The conclusions and optimization strategies obtained have important reference significance and promotion value for the design planning and operation management of similar types of subway stations.

Keywords： Anylogic; passenger flow organization; scheme comparison; simulation and optimization

0 引言

地铁作为城市公共交通系统中的关键组成部分，其客流组织效率直接关系到乘客的出行体验及地铁系统的整体运营效果。近年来，随着城市化进程的加速，地铁站的客流量显著增加，导致客流组织问题愈发严重。西安地铁小寨站作为重要的换乘枢纽，其站厅区域在高峰时段经常出现严重拥堵，极大地影响了乘客的通行效率和出行安全。因此，优化小寨站的客流组织方案已成为一项具有重要现实意义的研究课题。本研究运用Anylogic仿真模型，以西安地铁小寨站为研究对象，进行仿真分析，并提出客流组织优化方案。

1 小寨站分析

1.1 小寨站概况

小寨站是地铁2号线与3号线的换乘站，位于陕西省西安市雁塔区，地处长安中路与小寨路十字路口。该站东侧为陕西历史博物馆、雁塔区政府，南侧为陕西省文物局、雁塔区图书馆，北侧为大兴善寺、赛格国际购物中心。该站客流以购物、娱乐、旅游、上班及换乘客流为主。

按照交通功能，小寨站分为3层：地下一层是2号线与3号线的公用站厅层，共有6个出入口连接小寨周边商业、办公楼等；地下二层是2号线站台，乘客在此乘坐2号线出行；地下三层是3号线站台，乘客在此乘坐3号线出行［1］。小寨站2、3号线站厅分布在同一层，站厅层分为设备区和公共区，公共区有客服中心、安检机、自助售票机、进站闸机、出站闸机等设备设施，为乘客进站、出站、换乘等提供帮助，设备区主要有各种专业设备用房、休息室、疏散通道等地铁运营设施［2］。

地下二层为2号线站台层，站台为南北走向，是岛式站台，站台长 112 m、宽 12 m，站台也分为设备区和公共区，以端墙门为分界线，端墙门里是轨行区和专业备用房，端墙门外是各类服务设备设施［3］。站台南边为卫生间，北侧为直梯，与站厅相连，乘客可以通过2号线站台直梯到达站厅层，但无法通过该直梯到达3号线站台，南、北两侧各分布一组楼梯、扶梯，中部分布有楼梯与站厅相连，中部还分布有换乘楼梯，与3号线站台相连，2号线站台乘客可以通过该楼梯直接到达3号线，不经站厅层换乘［4］。

地下三层为3号线站台层，3号线为东西走向，同样为岛式站台，站台长112 m、宽12 m，卫生间和直梯均分布在东侧，该部直梯直接与站厅相连，无法到达2号线站台，西侧头端为换乘楼梯，与2号线站台相连，该楼梯只下不上［5］。3号线站台东、西侧各分布一组扶梯，中部为一楼梯和一扶梯，均与站厅直接相连，3号线换乘2号线需通过站厅，无法直接到达［6］，小寨站站厅及站台布局情况见表1、表2。

1.2 小寨站客流分析

小寨站日均客运量约40.7万人次，其中进出站量19万人次（进站量8.4万人次，出站量10.6万人次），换乘客运量21.7万人次（2号线换乘3号线10.3万人次，3号线换乘2号线11.4万人次），进站峰值高达9.3万人次/d，出站峰值达到10.6万人次/d，换乘峰值高达25.1万人次/d［7］。

车站客流有高峰期，也有平峰期，一般在周内客流高峰期分为早高峰和晚高峰，周末客流无早晚高峰之分，从下午开始客流会逐渐增多，如果车站附近有大型商场或公共建筑设施等举办大型活动，车站还会出现瞬时大客流［8］。

对于T形换乘站，高峰期换乘客流一般情况下是不均衡的，因此乘客由一条线路换到另一条线路的行走路径需要进行合理的布置，换乘客流量大线路的乘客行走距离应长于换乘客流量较小的线路，否则容易造成站台乘客拥堵和车厢满载率不高的情况［9］。小寨站为西安地铁2号线和3号线的换乘站，车站整体呈T字形，2号线和3号线站台均为岛式站台，早高峰时期车站进、出站客流量不大，换乘客流较多，且2号线换乘3号线和3号线换乘2号线的客流换乘呈现不均匀现象［10］。

2 仿真建模

2.1 设定比例尺

在Anylogic中导入地铁站的平面图，并在地图上查找小寨站，使用地图测量工具进行测距，根据地图中的相应尺寸，调整比例尺。在本研究中，采用的比例尺为1∶6，即在现实中1 m对应仿真模型中6像素。

2.2 设定行人类型

为了确定行人的分布类型，需要进行实际调查，以了解行人的类型、属性和特征，例如年龄阶段分布、乘客属性等。通过对小寨站客流数据的分析，认为小寨站客流特点为换乘量大，高峰期往往在上下班时间，经过实地调查，观察到乘客大多为上班族和学生，老年人较少，故在该仿真试验中，行人类型、行人类别及行人构成采用职员形象，设定男女比例为1∶1，设置结果如图1所示。

2.3 设定服务措施

本研究以车站实际平面图为前提，根据Anylogic所提供的区域、障碍物及楼梯等行人行走设备设施，构建小寨站的行人行走环境。以行人真实流线为主线，对各主要功能区及附属区进行划分。根据小寨站内部结构图初步规划确定楼梯、扶梯、进出站闸机、安检机及售票设施等设施的数量。在此基础上，结合小寨站车站内付费区和非付费区的设置，通过设置障碍物来当作隔离设施，如铁马、隔离墙等。为了模拟排队情况，设置服务线和服务时间，时间根据设施不同而不同。本研究将一些对仿真环境意义不大的设备设施，如直梯、母婴室、卫生间等进行了简化处理。

2.4 建立模型图

根据小寨站平面图，在Anylogic仿真模型中对其进行基础建模，分别如图2、图3和图4所示。

小寨站工作日早晚高峰时段（07：00—09：00、17：30—19：30）采取单向换乘，2号线换乘3号线采取站厅换乘，站厅作为2号线换乘3号线换乘客流控制的关键点，3号线换乘2号线通过换乘通道换乘，换乘通道将作为3号线换乘2号线换乘客流控制关键点。工作日非高峰时段车站采取双向换乘方式，即3号线换乘2号线和2号线换乘3号线的乘客均可通过换乘通道进行换乘。

3 问题分析

对站厅进行客流仿真，结果如图5所示。由图5可知，拥堵点主要集中在安检处、售票厅、自动扶梯处和各个出入口等。

3.1 安检处拥挤问题分析

不同时间段、不同行人行走速度和有无携带行李等因素都会影响乘客通过安检的速度，例如男性乘客和女性乘客的行走速度分别为1.33 m/s和1.27 m/s，有1 kg行李和无行李的乘客走行速度分别为1.23 m/s和1.33 m/s等，携带大件行李的乘客可能会在安检处花费比普通乘客多5～10 s甚至更多的时间［11］。通过仿真模拟可以观察到在人流量还较少时，安检处就已经聚集了大量的乘客，由此可以得出，随着时间的推移，安检处乘客会越来越多，拥挤程度也会越来越高，最终在安检处会造成严重的拥挤情况。

3.2 售票厅处拥挤情况分析

由仿真运行图可观察到售票厅前侧处的堵塞是由乘客进出客流引起的，但是影响不大，所以客流量大并不会对人员通行造成较大的影响。

3.3 各个出入口拥挤问题分析

通过仿真模型的运行图可以发现，各个站点出入口均呈现不同程度的拥堵状态，这种拥堵主要是由进出站客流的冲突造成的［12］。

3.4 自动扶梯区域拥堵问题探讨

从仿真模拟结果可以观察到，因为乘客抵达站点的时间相对集中，且在自动检票过程中耗费了一定的时间，导致在自动扶梯入口处形成拥堵，随着客流量的增加，自动扶梯入口的拥堵状况呈现加剧趋势［13］。

4 优化方案与评价

4.1 优化方案

站内换乘设施的设计不当会降低其服务水平，例如楼梯的宽度如果设计不当，会影响乘客的流通；自助售票机若因位置设置不当或数量不足会导致乘客排长队等候；进出站闸机的参数设置若不合理，可能导致进站速度过快或出站速度过慢，引发排队情况；站台的容纳量是判断其服务水平的关键指标，如果在设计规划阶段，站台面积设计不合理，使得车站的客流量与站台容纳能力不匹配，将对车站的客流组织造成很大的困难［14］。

根据小寨站站厅层的实际情况，为了更有效地利用资源并减少拥堵，考虑到站厅无法进行大规模改造，提出以下优化建议：①重新配置进站闸机的位置，将其分为两排，以扩大付费区的空间。②基于现有进站检票门的布局，增设了一个出站检票口，并对其位置进行优化，以减轻客流交会时的压力。③对部分安置在安检设备内侧的自动售票机进行重新配置，将其迁移到外侧，进而提升了非付费区域的使用效率。

4.2 优化方案评价

优化方案的评价主要从优化前后客流密度、站厅人数及乘客进出站时间等3方面进行。

4.2.1 客流密度优化效果分析。小寨站站厅层在实施优化措施后的客流密度与优化前相比有了显著变化。优化措施通过扩大付费区域和增设一个检票出口，有效降低了客流密度，同时减少了高密度客流点的数量［15］。这些改进不仅缓解了站厅内的客流冲突，还提高了站厅有效空间的利用率。

4.2.2 站厅人数优化分析。在保持客流量和站厅面积一致的条件下，仿真试验进行到10 min时，优化措施执行前的地铁站厅内人数为1 462人；而执行优化措施后，站厅内的人数减少到了1 121人，如图6所示。这一变化说明，人流的密度得到了有效减小。

4.2.3 进出站平均用时优化效果对比。在客流量不变的情况下，当仿真试验进行到10 min时，优化前的数据显示乘客进站所需平均时间为223.45 s，而出站的平均时间则是168.46 s。对比之下，优化后的数据显示，乘客进站的平均时间减少到了206.18 s，节省了17.27 s，同时出站的平均时间降至155.45 s，节省了13.01 s。这些数据清晰地表明，优化措施显著提高了乘客进出站的效率，进而提升了乘车体验。

5 结语

本研究深入探讨了小寨站客流组织的仿真设计与实现过程。通过构建详细的仿真模型，并系统分析仿真结果，针对小寨站客流组织中存在的问题，提出了一系列科学且有针对性的改进与优化策略。随后，对优化后的方案再次进行了仿真验证，以全面评估其实施效果。Anylogic仿真结果表明，通过扩大付费区域面积、增加安全检查设施及重新配置进出站口的闸机数量和布局等方法，有效地缓解了地铁站付费区域的拥堵问题，明显改善了站内客流分布密度，减少了客流冲突，从而保障了乘客流动的顺畅性。这些改进措施不仅提高了地铁站的运行效率，还为其他类似交通枢纽的客流组织提供了参考。

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