客运枢纽内部通道合理规模仿真分析＊

张靖山 罗清玉 李 强

（吉林大学交通学院 长春130000）

0 引 言

目前国内很多客运枢纽运营效果并不理想，枢纽内设施规模及布局不合理是重要原因之一。目前，专门针对客运枢纽设施规模测算的理论研究较少，大部分都是包含在服务水平评价、客流组织、应急疏散时间测算、以及行人仿真模型等研究之中。此外，由于目前场站的规模设计工作都是以相关规范、标准以及设计手册等为指导，此方面的理论研究关注度并不高，尤其在实践经验丰富、相关规范较为完善的发达国家，此类研究更为少见。国内外代表性的研究主要有：

S.J.Ian Dickins［1］通过对欧洲和北美51个都市进行调查，对于换乘设施的位置、配置以及规模大小提出了自己的建议。Kitti Subprasom等［2］通过对换乘服务水平的研究以及对换乘设施建设、维护、运行总成本和乘客的期望值的研究，得出各种条件下的乘客最优占有空间。Y.S.Lee Jodie等［3］通过问卷调查，计算混行人行通道的通行能力，提出了1种新的乘客服务水平等级。沈景炎［4］通过对车站站台乘客动态分布图形和相关参数的研究，得出站台乘降区的合理规模及筒易的计算方法和图表。韩宇［5］通过分析综合客运枢纽的设施及客流情况，提出了城市综合客运枢纽交通方式间和交通方式内部的设施协调理论、模型、方法以及枢纽设施协调检验分析方法。王建聪［6］考虑枢纽内的换乘距离和各种交通方式的占地面积，分别建立1个主方式换乘枢纽和2个主方式换乘枢纽的一体化枢纽布局模型。陈方红等［7］以具体某一综合客运枢纽为实例，在分析各种交通方式的功能定位和交通需求的基础上，对交通设施规模进行测算。潘晓东等［8］运用行人步行理论和层次分析法，探讨了交通客运枢纽内不同换乘方式换乘距离、枢纽立体空间优化等评价指标。南海超等［9］通过调查成都市客流到达规律，建立了行人系统仿真模拟，对通道通过能力与服务水平进行了初步的探讨。

已有的研究中，客运枢纽设施规模测算的研究比较分散，研究方法通常是依据客流预测数据，通过测算实际通行能力来得到设施合理宽度［10－13］。对于连接类设施的合理长度，还没有专门的研究。另一方面，目前指导工程实践的相关规范、标准及手册等也多数不能适应现代交通快速发展的需求。为此，笔者采用仿真分析法，利用自主开发的仿真软件［14］，依据行人流流量统计数据分析，对通道类设施合理规模进行探讨。

1 通道类设施合理规模确定基本思想

根据设施功能特点及行人行为特性，枢纽设施设备可按图1所示的类别进行分类［15］，研究对象通道属于连接类设施。

图1 客运枢纽内部设施分类及主要构成Fig.1 Facilities classification of passenger transport terminal

根据客运枢纽内部设施布局特点，2种服务设施设备之间通常由通道、楼梯或扶梯这些连接类设施设备相连，在连接类设施设备规模的选择上，除根据高峰小时客流计算规模外，还应该考虑其两端所连接的服务类设施的服务能力，在上游服务设施设备的服务能力大于下游设施设备的情况下，若连接类设施设备长度不足、不能起到分散客流的作用，则下游设施设备处行人流产生拥挤并向上游传播扩散的概率较大；而连接类设施过长，则会导致换乘时间延长，降低换乘效率及客流满意度。

由此可知，规模适宜的通道应满足2个条件：①换乘距离不宜过大；②对行人流有一定的离散作用。笔者采用自主开发的仿真软件PSSITH（V2.0）分析不同规模的通道对行人流的离散作用，探讨通道合理规模。

2 仿真方案设计

为了分析通道的长度和宽度的增加是否能产生分散行人流的作用以及作用强度如何，设计了2组仿真实验，仿真场景为通道，见图2。

图2 仿真场景Fig.2 Simulation scenarios

1）通道长度分散作用仿真分析方案。通道长度分散作用分析以单向通道和双向通道为对象，各方案采用相同的行人仿真参数（速度与到达规律），此参数是根据实际调研数据经统计分析得到［16］。单向通道设计7组不同长度的对比方案，双向通道设计3组不同长度的对比方案，各仿真方案参数见表1。

表1 通道长度对行人流的分散作用实验方案及参数Tab.1 Parameters for dispersing effect experimental of corridor length on pedestrian flow

2）通道宽度分散作用仿真分析方案。通道宽度分散作用分析，单向通道与双向通道分别设计3组仿真方案，各方案行人仿真参数以及通道长度一致，仿真方案参数见表2。

表2 通道宽度对行人流的分散作用实验方案及参数Tab.2 Parameters for dispersing effect experimental of corridor width on pedestrian flow

3 仿真结果分析

1）单向通道长度对行人流分散作用。图3是不同长度单向通道仿真行人流量统计结果。

图3 不同长度单向通道行人流量统计结果Fig.3 Pedestrian flow statistical results of unidirectional corridor with different lengths

由图3可见，对于单向通道，在行人流到达率不变的情况下，通道越长，行人流相对越分散，图中曲线相对越平缓，50 m以下的通道，长度的增加对行人流分散作用较50 m以上的通道更为显著。采用SPSS进行K－W检验，结果同样显示样本间差异显著（sig＝0.001）。

2）双向通道长度对行人流分散作用。图4是不同长度的双向通道仿真实验的行人流量2个方向以及不分方向的统计结果。由图4可见，对于双向通道，在行人流到达率不变的情况下，通道长度的增加并没有使得行人流流率曲线形态发生显著的变化，即双向通道的长度增加对行人流分散作用相对单向通道并不明显，采用SPSS进行K－W检验，结果同样显示样本间不存在显著性差异（sig＝0.079）。

图4 不同长度双向通道行人流量统计结果Fig.4 Pedestrian flow statistical results of bidirectional corridor with different lengths

3）通道宽度对行人流分散作用。图5是不同宽度的单向通道仿真实验的行人流流量统计结果。图6是不同宽度的双向通道仿真实验的行人流流率2个方向以及不分方向的统计结果。分析图5、图6可知，不论是单向通道还是双向通道，通道宽度的增加都会对行人流流量产生影响，宽度越宽，行人流流量曲线相对越平缓，而当单向通道宽度大于4 m、双向通道大于8 m的情况下，再增加宽度对行人流的分散作用就不再明显。采用SPSS进行K－W检验，结果同样显示样本间存在显著性差异（sig＝0）。

图5 不同宽度单向通道行人流量统计结果Fig.5 Pedestrian flow statistical results of unidirectional corridor with different widths

图6 不同宽度双向通道行人流量统计结果Fig.6 Pedestrian flow statistical results of bidirectional corridor with different widths

综上所述，根据仿真实验输出数据曲线分析及K－W检验分析结果，方案4、方案9、方案12以及方案15的通道规模最为合理，即通道的长度在50 m左右、宽度在4 m（单向）和8 m（双向）左右时，对行人流的分散作用较好，对降低因通道两端所衔接的服务设施之间服务能力的差异而产生的瓶颈传播风险有一定的作用。

4 结束语

1）增加通道的长度对分散行人流没有显著的作用，只会增加换乘距离，因此两服务设施之间的通道长度应尽量控制在较低的水平上。

2）适当增加通道的宽度有利于分散行人流、降低下游服务设施的压力。

3）实际布局设计中，通道的规模还需考虑工程实际（用地、服务设施设备安装位置等）进行调整。

［1］ Dickins Ian S J.Park and ride facilities on light rail transit systems［J］.Transportation，1991，18（1）：23－26.

［2］ Subprason K，Seneviratne P N，Kilpala H.Costbased space estimation in passenger terminals［J］.Journal of Transportation Engineering，2002，128（2）：191－197.

［3］ Jodie Y S Lee，Lam W H K，Wong S C.Pedestrian simulation model for Hong Kong underground station［C］∥IEEE Intelligent Transportation Systems Conference Proceedings.Oakland，USA，2001：554－558.

［4］ 沈景炎.乘客动态分布与站台宽度的研究［J］.城市轨道交通研究，2001，4（1）：21－25.

［5］ 韩 宇.城市综合客运枢纽设施与客流协调研究［D］.北京：北京交通大学，2007.

［6］ 王建聪.城市客运枢纽换乘组织关键问题研究［D］.北京：北京交通大学，2007.

［7］ 陈方红，罗 霞.沙河堡综合客运枢纽换乘系统研究［J］.铁道运输与经济，2008，30（1）：91－93.

［8］ 潘晓东，柯振明，林 涛，等.综合客运交通枢纽换乘距离与布局评价研究［J］.黑龙江交通科技，2008，31（1）：97－98.

［9］ 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，2009，35（2）：109－113.

［10］ 吕 慎，庄 焰.城市客运交通枢纽规模研究［J］.深圳大学学报：理工版，2005，22（2）：181－183.

［11］ 铁道第四勘察设计院.铁路工程设计技术手册：站场及枢纽［M］.北京：中国铁道出版社，2006.

［12］ JT200—2004汽车客运站级别划分和建设要求［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［13］ GB50157—2003地铁设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［14］ 陈 彬，李婧婧，宋 磊，等.基于可视图和A＊算法的连续模型路径搜索［J］.交通信息与安全，2012，30（3）：39－42.

［15］ 杨丽丽，贾洪飞，隽志才.轨道交通枢纽换乘系统可靠性及其影响因素［J］.吉林大学学报：工学版，2011，41（4）：944－949.

［16］ 杨丽丽.综合交通客运枢纽内部行人交通特性研究［D］.长春：吉林大学，2009.