北京地铁王府井站客流动态仿真与分析

杨 珂 李祖杰

(1.北京市轨道交通设计研究院有限公司，北京 100068；2.北京公共交通(控股)总公司，北京 100040)

0 引言

城市轨道交通作为一种大运量、快速高效的运输方式，对解决高峰通勤客流需求、缓解城市道路交通拥挤问题具有重要作用。地铁车站是地铁乘客集散的重要换乘枢纽，是人流高度密集和高度流动的区域，若大量客流在内部聚集无法及时疏散，将导致严重的乘客拥堵问题，使乘客在车站上的耗时急剧增长，妨碍城市轨道交通网络快速特性的发挥，甚至影响到整个城市轨道交通网络的运营安全。为了尽量减少车站建筑布局、设施规模及布置方案的不合理，有必要在轨道交通设计、建设、运营等阶段开展轨道交通车站评价，找出能力限制瓶颈，尽早提出相应的改善措施，尽可能在设计和建设阶段解决运营中可能出现的问题。

1 地铁车站客流动态仿真

以往地铁设计中，使用传统的静态功能评价，它主要是参考地铁设计规范及其他建筑设计规范，采用静态和均态计算方法，对行人在车站内的微观行为特征以及突发情况考虑不足，无法完全准确判断车站内乘客的移动效率。而复杂科学、计算机技术和人工智能的快速发展，使运用计算机仿真评价车站乘客集散成为可能。动态仿真模拟乘客的真实集散行为，展现不同场景下的客流分布和流动状态，发现影响疏散效率的瓶颈点，从而可对车站设施布局和客流组织的合理性进行有效评价，并提出相应的改善建议甚至应急预案，提高人流的通过性与安全性。车站动态仿真相比较静态计算是更为有效的车站评价方法。

2 王府站概况

北京城市轨道交通王府井车站设置于王府井大街和东长安街十字交叉的路口北端，车站为8号线与已建成的1号线的换乘车站，8号线车站呈南北向布置，1号线车站呈东西向布置。车站8号线与1号线采用通道换乘的方式连接，8号线车站北侧通道考虑与东方新天地等地下商场连接，并与长安街过街通道连接，在满足乘客进出的情况下，也具备了市政过街的功能。

目前1号线王府井站已经开通运营，8号线作为北京城市轨道交通网络里的一条南北贯通线，未来将承担大量的通勤客流。

3 客流动态仿真模拟和分析

3.1 王府井站基础数据分析

1)静态设施布局布置分析。

根据王府井站的设计方案，将王府井站仿真场景设置分为8号线站台、1号线站台和8号线及1号线站厅三个部分，8号线和1号线站台均为岛式站台。

2)客流数据分析。

根据北京轨道交通8号线三期客流预测结果及1号线王府井站现状运营客流数据，预测年王府井站总体客流数据如表1所示。

表1 8号线王府井站远期总体客流预测数据

3.2 王府井站仿真模型建立

根据车站基础数据分析结果，利用仿真软件系统的建模功能，导入王府井车站设计电子图纸，建立系统仿真模型场景底图，对王府井地铁站的车站规模、设施设备能力和客流组织等进行计算机仿真。

3.3 王府井站仿真结果及主要指标分析

针对仿真指标对仿真结果进行分析。仿真指标是确定仿真判断的重要评判依据。有诸多评判指标，仅选取若干指标作为示例说明。

1)车站密度分布。

通过仿真取得的早晚高峰车站平均密度分布，可以直观看出，早高峰乘客集散瓶颈区域在车站的具体位置和分布区域。

同时分析车站仿真场景另一个重要的评判指标的瞬时最大聚集密度，动态仿真能够直观反映出车站设施受到各种客流瞬时大量集散的影响，对车站设施的承载压力程度的反映。

2)车站空间使用情况分布。

反映车站内各设施设备的空间使用情况的指标。本站仿真显示早晚高峰王府井站车站空间的使用主要分布在站台楼扶梯、站台边缘、换乘通道，占用程度相比略高，但整体空间利用未出现明显过高状态。此外，在早高峰出站闸机处的空间占用很大，因为早高峰出站客流更加集中。

4 仿真结论和调整建议

经过仿真模拟，获取主要结论如下：

整体运营水平满足要求，但局部存在问题。

1)基本状态：站台客流密度满足规范设计要求，车站整体空间使用较为合理；车站空间利用未出现明显过高区域，车站的设施设备大部分可达到D级水平以上；车站站台的疏散时间小于5 min，换乘时间处于3 min左右，符合相关规范或标准；既有线车站能力和客运组织方案能够满足新线接入后的客流集散要求。

2)存在问题：8号线站台3号楼梯组处出现较连续的客流密度高聚集区，聚集区密度值较高；8号线站台3号楼梯组80%时间以上处于E级服务水平以下；早高峰8号线站厅出站闸机处排队较严重，晚高峰1号线、8号线站厅安检设备处排队较严重，需考虑通过适当方法和手段疏解。

3)调整方案：a.针对8号线站台3号楼扶梯区域客流密度较高且集中，根据客流集散特征，对调3号楼扶梯及换乘通道功能，即3号作为8号线换入、2号作为8号线换出；调整后，车站整体密度未发生大的变化，但站台楼扶梯拥堵区域发生转移，转移后的客流聚集区域拥挤程度较之前客流聚集区有所缓解，起到了一定的预期效果。b.根据高峰进站客流量大的特点，在8号线站厅2号、3号出入口处增加一套安检设备，并通过隔离对安检客流进行引导。

5 结语

本文以北京地铁8号线王府井站的动态客流仿真为例，说明动态客流仿真的作用是找出地铁车站客流集散的瓶颈，对主要设施的服务水平进行评价，通过仿真系统分析车站瓶颈设施能力，车站拥挤原因，从车站设计、流线组织和运营组织方面提出优化措施，提高车站设计科学性，并尽可能满足未来运营组织效率要求。车站动态客流仿真的评价方法对轨道交通车站规划和设计具有积极的指导意义。