地铁换乘站客流分析及疏散研究

王磊

随着我国经济快速发展，城市化进程不断加快，城市规模持续扩大，同时，城市人口急剧膨胀。人们日益增加的出行需求与日趋紧张的城市交通之间的矛盾愈发凸显，城市交通堵塞问题愈发严重。而大力发展公共交通则成为了当下解决城市交通发展瓶颈的有效方式，其中，地铁凭借其高速度、大运量以及安全、准点、环保节能等特点，历经几十年的建设与发展，逐渐成为城市公共交通的骨干力量，为人们的日常出行提供了极大的便利。

到2005年底，全国已有北京、上海、天津等十余个城市建成轨道交通运营线路，线路总长近500km。2010年，全国共有28个城市的地铁建设规划获批；2012年，又有19个城市、2个地区和一条线路的地铁建设获批。而到2015年，全国地铁运营总里程将达3000公里；2020年，将有40个城市建设地铁，总规划里程达7000公里。在地铁规划建设的城市中，成都作为中国西部第一座开工建设地铁的城市，成都地铁1号线在2010年9月27日已正式投入运营；2号线建设工作于2007年启动，2012年9月16日，成都地铁2号线一期工程正式投入运营，2013年3月6日，地铁2号线西延线空载试运行。这标志着成都地铁正在逐步朝着城市轨道交通线路网络化的方向发展，从而能更好地实现其大运量功能，发挥其规模效应。

随着地铁线网不断完善，关于地铁换乘站的客流组织及突发安全状况下的应急疏散成为人们日益关注的问题。作为城市轨道交通枢纽的换乘站，近年来，各类安全事故时有发生，而又缺乏完善、规范、具体的应急体系与预案，对人民生命财产安全造成了巨大损失。2003年2月18日，韩国大邱市地铁发生人为纵火事件，安全疏散不善，造成198人死亡，147人受伤。2010年2月26日，上海地铁张江高科站发生严重客流拥堵，地铁运营公司依靠搭“人墙”等措施进行疏解。2011年9月27日，上海地铁10号线发生追尾事故，造成轨道交通网络所有线路均不能与地铁10号线换乘。一系列的事实表明，对地铁换乘站的客流进行分析以及建立相应的应急预案尤为必要。

地铁换乘站相较其他站点而言，经受着巨大的客流冲击，对于车站的客流组织管理，设施设备都是极大的考验。在乘客大量积聚时，极易发生乘客的踩踏拥挤，造成人员的伤亡；在紧急情况诸如火灾、爆炸突发，乘客不能及时疏散时，后果更是不堪设想。因此，开展关于地铁换乘站客流分析与应急疏散的研究有着重要的意义。

关于乘客的特性分析，国外学者一直以来进行着相关研究，并取得了丰硕的成果。1995年，匈牙利交通专家Helbing在Nature、Transportation Science上发表文章说明了行人交通流在不同环境中的复杂特性，并提出了著名的“社会力”模型（Social Force Mode）。“社会力”模型更侧重于用行人间以及行人与环境的相互作用去研究人的心理和行为之间的联系，强调了行人活动的随机性，成为所有已有行为模型中最接近真实情况的一种。近年来荷兰Delft理工大学的Hoogendoom和Daamen在文献中比较了单向行人流在通过有瓶颈和无瓶颈时的运动规律，还研究了更为复杂的对向行人流（（hi-directional pedestrian flows）的“层组织现象”（lay structure）和交织行人流（crossing pedestrian flows）的“斑纹现象”（stripe formation），这些现象直接影响到了相应行人步行设施的通行能力的计算。

在国内，香港理工大学的W.H.K Lam教授及其团队对香港MTR车站的乘客流特性与路径选择规律进行了研究，建立了地铁客流在自动扶梯和步行楼梯间的路径选择行为模型（Chung-Yu Cheung和WH.K Lam），通过实测数据对香港不同交通设施条件下行人的速度—流量关系进行了详细的描述。同济大学交通运输学院的高鹏，邹晓磊，徐瑞华（2006）在《城市轨道交通车站客流分布仿真方法研究》中对乘客运动的影响因素进行了研究，并提出了衡量车站设施通畅程度的指标。北京工业大学的赵光华（2007）对地铁站行人交通特性进行了分析，提出了与奥运相类似的大型活动期间地铁站行人时空集聚性、不同区域步行速度、行人交通组成、候车区特性等。

国内外的研究人员对人员疏散模型进行了一系列的研究。

美国国家标准技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）的研究人员对火灾对人员的影响、火灾中人员的决策以及对环境的反应，最短疏散时间的计算、最优化疏散模型的建立等安全疏散问题进行了研究。日本研究人员把火灾人员行为统计、人员紧急疏散的安全评估方法、火灾危险性评估方法和性能化设计结合起来进行研究并开发出水力模型；匈牙利交通专家把人员的心理行为反应量化为作用力添加到人员疏散模型中去，成功再现了群体效应、“快即慢”效应、拥塞现行、间歇性人流等典型的人员疏散行为。近年来，部分研究人员还研究出更为先进的行人运动模型与心理模型、地理信息系统及虚拟现实技术相耦合的疏散模型。

在国内，武汉大学方正副教授等开发的空间网格疏散模型，充分考虑某疏散个体在疏散过程中受到其他疏散个体的影响，同时还考虑疏散个体所处的位置对于安全疏散的影响。北京化工大学的谢灼利等提出了地铁站台火灾中人员安全疏散模型，确定了人员安全疏散时间的计算方法；并通过研究和计算得出，地铁车站火灾时，站台通向站厅的楼梯是整个疏散过程的瓶颈，而楼梯的疏散能力主要受人员流量和楼梯的有效宽度所制约。陈涛通过分析火灾情况下人员疏散的相关数据，得到火场中人员的反应特性、运动特点、心理行为变化特征等相关特征，并结合火灾发展及其燃烧产物对人员的生理和心理的影响，建立了符合我国人员应急心理和行为特点的人员疏散模型。

参考文献：

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