基于智慧+框架下的缓解地铁站高峰拥堵及畅行研究

杨旭东

（西南科技大学城市学院，四川 绵阳 621000）

0 引言

2019 以来，随着我国百万人口城市高达130 个，人口规模及出行需求显著增多，在城市扩容基础建设中，作为现代城市骨干的轨道交通，丰富了人们的出行方式，原则上缓解了城市道路中社会车辆拥挤的现象。然而，地铁网络化运营依然面临着早晚高峰站内拥堵及特殊情况下大客流的压力，提高了城市早晚高峰道路交通体系的整体拥堵程度。

目前，大多数一线城市的轨道交通覆盖程度已经超越了伦敦、巴黎等国际大都市，我国已成为全球轨道交通系统运营线路最多的国家[1]。但由于高峰时期乘坐地铁的人流量较大，导致站内、车内拥挤的问题仍得不到有效解决。加上大部分人群因时间效益和私人环境而选择自行驾车等方式出行，对城市道路系统有一定影响。基于智慧+解决高峰时段及特殊时期地铁站拥堵现象，缓解城市道路整体拥堵问题变得十分必要。

在智慧+的创新时代， 高速网络互联、智能手机、交通运输等领域都需要机器学习的创新力量。技术的发展和需求的互补给予智能交通运输系统巨大的发展机会。云计算、AI、互联网+、5G 等先进技术已经逐渐来到应用爆发的阶段[2]。针对交警部门在城市道路交通治理中遇到的问题，天地伟业技术有限公司开发出了一种基于AI 人工智能技术的软硬件系统。通过智慧+技术全面有效缓解城市轨道交通高峰及特殊时段的拥堵问题，有效消除公共交通“地铁+公交车”整体拥挤的问题，提升整体人流效率及通畅程度，在本质上体现智慧+技术的价值所在。

1 高峰及特殊时段地铁运营拥堵分析

1.1 地铁站高峰运营人流拥挤性质分析

由于高峰时段及节假日人流密度大，虽设有多个地铁入口，但从入站到乘坐上车，须经过买票排队、安检排队、分流乘车等过程。以重庆市地铁数据为例，2019 年9 月30日，客流量达373.9 万人次，加上站内人群拥挤导致整体流量行走缓慢。虽然在上海、重庆等地，部分线路支持支付宝或微信购票，但因为尚未普及，且与入站闸机尚未互联为一体，所以依然存在拥挤现象。地铁客流量基本处于高流量状态，如图1 所示。因此，地铁站拥堵的原因有3 个。1）旅客在购票时排队时间较长。2）换乘通道拥挤时效较低。3）乘车拥挤降低运营效率，增加踩踏等安全风险。

图 1 2019 年2 月部分城市地铁人流数据

1.2 “地铁（城市轨道交通）+公交车”整体拥堵性质分析

高峰人流量较大时段，由于地铁站拥挤，公交车需要和其他车辆共用城市道路，选择自驾车辆、搭乘出租车或其他出行方式的人流极大，因此容易形成由城市轨道交通、公交车、出租车及社会车辆为主组成的城市道路高峰拥堵闭环，导致早晚出行时效减慢[3]。因此，为了改善地铁出行拥堵情况，应结合城市道路智慧治堵方式，打造“地铁（城市轨道交通）+公交车”一体化畅行道路系统。

2 构建智慧+城市绿色畅行系统

据百度统计，2019 年上海地铁日均客流量高达928 万人次，北京地铁站日均客流量高达825 人次，高峰时期站内拥堵已成常态。

2.1 智慧+城市绿色畅行系统的探讨

该文提出的智慧+绿色畅行系统智能识别人流预警是一种有效手段。智能视觉由视觉单元、图像处理单元和控制执行单元组成，在处理大量繁重的重复性工作的过程中，使用智能视觉检测方法可以大大提高工作效率和准确度。应用于地铁站时，可以与入站闸机互联，依据乘客刷卡入站的人流量，可以清晰快速地获取高峰每一时段入站的人流实时数据，并利用已有常用的大数据技术，通过地铁站入口处的智能屏幕，提前智能引导未入站的乘客进行分流，同时可以参考高铁换乘样式，如图2 所示，在高峰时段，增加地铁乘客快速转乘通道，对地铁站内人流进行快速分流，从而减少拥堵，提高地铁运营效率。

图2 地铁站口高峰智能实时人流技术基本工作原理

2.2 智能提升地铁运营效率的对策

针对目前地铁高峰依然拥堵的问题，为了从根本上治堵，通过构建智慧+城市绿色畅行系统，将其应用于地铁站内，可实现高效出行。

依据现有地铁站设备，参考现有的不同路程不同收费的原则，提出以下对策。

2.2.1 地铁站口高峰智能显示实时人流

与刷卡入站闸机互联，并依据高峰实时人流，在地铁站入口、通道等处给予出行提示，避免大量人流拥堵在地铁站内，如图3 所示。

图 3 地铁站口高峰智能实时人流技术基本工作原理

2.2.2 一体化快速入站购票系统

结合现有的收费系统，可依据各地乘车码，增加手机智能扫码入站出站一体化购票系统，引导一部分人流直接扫码入站，到达后扫码快速出站，减少购票排队拥堵[4]。

2.2.3 高峰换乘专用小通道

以天津地铁客流数据为例，见表1，高峰各时段均有大量客流，其中高峰期换乘乘客数量约占总客流量的43.2%。

表1 天津市早中晚高峰地铁站部分客流

高峰人流大的时段，预留快速换乘专用车道，并配合智能引导系统，与非换乘乘客进行合理分流，引导乘客有序换乘。

结合以上几点，可合理增加列车开行数量，缩短到站间隔，形成地铁智慧+绿色出行服务基本流程，提高地铁运营效率，如图4 所示。

2.3 智能缓解城市道路高峰拥堵的对策

据新闻显示（华西新市报），2020 年春季成都早高峰时段道路车流量近700 万辆，部分道路呈现红色拥堵状态。根据高德地图交通大数据监测的50 个主要城市的结果显示，2019 年第二季度重庆路网高峰行程延时指数高达1.964，平均车速24.95 km/h，其次为哈尔滨市、北京市、长春市、呼和浩特市、大连市、济南市、沈阳市、兰州市以及西宁市，给人口出行带来巨大压力。

图 4 地铁智慧+绿色畅行服务基本流程

由于地铁、公交车、小轿车为人口出行的主要交通工具，针对这一方面，依据地铁的常用方式，治堵建通是提高城市交通运营效率的必要因素，也是提高城市经济发展的基础因素之一[5]。因此可结合现有城市道路的治堵措施，构建由智能红绿灯车辆待行区、公交专用道、智能道路车流预测系统等智能治堵对策，普通城市道路系统以及由智能引导人群选择其他交通工具、智能引导人群高效乘坐等对策组成的城市轨道交通系统，可构成分层级式智慧畅行系统，从而构建智慧+城市绿色畅行系统框架，形成城市交通服务运营治堵一体化，如图5 所示。

同时，针对“地铁（城市轨道交通）+公交车”的一体化公交出行模块，可建立一码通行、便捷支付、高效乘车等策略，将现有的车辆预到站提示系统纳入绿色畅行系统中。

随着智能红绿灯系统的不断完善，高峰选乘公共交通工具的人群，可直接快速获取车辆的相关信息，并合理安排出行方式，高效出行，一定程度上避免拥堵现象发生[6]。

3 结语

智慧城市道路运输作为十三五时期交通发展的重要核心，还需要我们不断思索与创新。

通过智慧+城市绿色畅行系统的初步构建，可解决特大城市民众的出行需要，同时缓解很多城市利用增加里程数的方式来提升经济绩效与优化站点布局和设置，以此来满足居民出行需求而造成治堵效应不显著的问题。

图5 智慧+城市道路绿色出行系统目前的基本框架

因此，通过该文的分析可以得出，建立智慧+城市绿色畅行系统的技术模型，利用其缓解地铁站高峰拥堵，提升旅客换乘效率，是有效解决并缓解出行安全隐患、拥挤公共秩序、预防因拥挤而出现急躁心态的根本途径，同时也是城市道路整体治堵的核心。这是提升中国智能化城市道路的发展进程的核心内容，更是加快建设智慧综合交通运输的基础。