大客流情况下导流杆布置对疏散效率的影响研究

徐树亮

（徐州地铁运营有限公司，江苏徐州 221000）

“十四五”时期是徐州推动高质量发展走在前列、全面打造贯彻新发展理念区域样板、加快建设“强富美高”新徐州的关键阶段。在此阶段需要全面提升城市功能品质，强化城市更新要素保障以及政策扶持，滚动实施各类城建重点工程，全面提升中心城市承载力。城市轨道交通领域，应加快推进地铁3、4、5、6号线工程建设，构建换乘顺畅、接驳快速的城市通勤网络，建设“公交都市”。随着城市轨道交通建设的进程，地铁作为城市公共交通运输主要承担者，大客流已经逐渐“常态化”。

大客流情况下，车站布置导流设施对规范行人走行、疏解行人流线交叉具有重要的意义。但针对疏散过程，导流杆的布置对行人的走行势必产生一定影响。研究车站疏散问题时，计算机仿真以其成本低、迭代多、可以在假设较少的情况下对场景进行模拟的特点被国内外研究广泛采用[1-3]。目前，针对疏散过程和疏散策略的研究较多[4-7]，针对车站设施设备对疏散过程的影响相对较少。导流杆是一种较为特殊的车站设施，用以规范行人走行流线，文献[8]对交织区进行研究，分析导流杆对促进交织区人群行走有序性的作用。

本文旨在以典型车站结构出发，分析徐州地铁的某车站在应对不同大客流情况的导流杆布置方式及其主要特点。设计仿真试验通过计算机仿真建模的方式，研究不同客流强度下的导流杆的布置形式对于车站疏散的影响，为车站的安全运营和日常客运组织提供参考，提升地铁运营的服务质量，保证乘客出行安全。

1 车站结构与导流杆设置分析

1.1 非换乘车站基本结构

徐州市城市轨道交通线路中，绝大多数非换乘站采用地下两层岛式的标准车站布局形式（标准站），该种车站结构占地面积小，工程量较小，是现阶段我国城市轨道交通车站中采用最多的一种车站结构。

标准站通常采用单承重柱和双承重柱两种形式，由车站需要承担的客流压力决定。站厅和站台分别位于上下两层，通过3楼扶梯连接，该站的扶梯组布置采用标准模式，即左侧两扶梯、中部步梯升降梯、右侧步梯扶梯。

站台长度由车站所在线路的车型长度决定，我国主要采用A型车6节编组、B型车6节编组、A型车8节编组等典型列车编组形式。在车站地理位置能够满足条件的情况下，在四个角设置A、B、C、D四个出口，在地理位置受限或有地上其他建筑连接时，可能有站型变更，但基本符合基本站型结构。

1.2 大客流情况及分级

为了对不同客流强度的情况采取针对性的客流组织措施，根据车站中特定位置积留乘客的数量对地铁中的客流强度进行分级。不同的客流强度采用不同的客流组织手段进行组织，提高服务质量和精准分配客运设施。

根据车站客流强度和分布情况，大客流分为三级，各级客流均具备独立的启动条件和其应对措施[9]。

标准车站的付费区较小，对乘客的滞留作用小，通常对1、3级客流进行响应。站台乘客大客流时，需要布置导流杆，对乘客的安检、购票过程的排队进行折叠，防止车站非付费区的拥堵。

主要铁马布置方式如图1、图2所示。

图1 折叠型排队铁马布置

图2 顺延型排队铁马布置

折叠型铁马布置方式通过让行人在安检机前折叠排队有效规范行人空间位置，避免站厅混乱，节省站厅空间。顺延型车站排队铁马布置方式通过合理利用站型结构，依站型延伸至出口位置，有效延长行人排队过程。

2 导流杆形态对疏散过程的仿真分析

研究在大客流情况下不同类型的安检排队导流杆布置形式对于车站疏散效率的影响，设置不同的仿真场景。

2.1 仿真场景构建

基本假设：

（1）根据规范，疏散发生时，行人走行速度按照1.1 m/s进行设置。

（2）车站客流特征为该车站远期或控制期客流。

（3）疏散场景为工作日早高峰时段，假设车站疏散发生在车站服务正常运转400 s后。

（4）各类设备通行能力按照《地铁按疏散规范》（GB/T 33668—2017）[10]进行设置。

根据车站基本构造和车站客流特征，使用Anylogic仿真软件构建疏散仿真模型。仿真建模分为流程建模过程和环境建模过程，在环境建模中，根据车站的基本结构和设施设备配置情况进行绘制。在流程建模中，对行人的判断和选择以及行人走行的基本逻辑进行构建，完成乘客各类行为的模拟，对模型运行过程中的车站累计密度进行统计。

在大客流情况下，布设导流杆会增加疏散时间，顺延型的布置方式对疏散时间的影响基本与折叠2层的导流杆印象程度相同，疏散时间差为25.47 s。折叠型的布置方式对疏散时间影响较大，且随着折叠排队数量的增加，疏散时间明显增加。折叠次数增加至4次时，90%人数疏散完成时间增幅不明显，但总疏散时间增幅较大，说明疏散过程的最后过程拖尾，少量行人在站内绕行、逗留时间过长。

疏散过程中行人通过进出闸机位置向站外进行疏散，整个疏散过程中的冲突点为行扶梯出口处、进出站闸机处、导流杆绕行处。

三层折叠导流杆站厅疏散密度如图3所示。

图3 三层折叠导流杆站厅疏散密度

不同折叠层数下疏散时间差异如表1所示。

表1 不同折叠层数下疏散时间差异 单位：s

安检位置布设导流杆时，行人需要在该位置进行绕行，速度削减严重，走行距离增加。标准折叠型导流杆布置下疏散过程耗时增加至316 s，行人安全无法得到保障。疏散过程中布置导流杆会使行人主观路径判断产生变化，导致行人对各出口的选择不均衡，大幅度延长疏散时间。

相比于折叠型的导流杆，顺延型导流杆对行人在整个走行过程中速度削减较小，但行人走行通过率受导流杆布置宽度限制。走行方向与疏散方向大体一致，但行人不规则走行导致通道内走行效率低下。相对于顺延型的导流杆布置，行人在折叠位置拥堵时，行人密度较大且视野受限，容易造成心理压力和过激行为。

2.2 疏散时间随进站速率的灵敏度分析

进站客流量较大时，车站需要在站厅进行客流组织控制乘客行为。导流杆主要用于解决进站客流较大的情况，分析进站客流量变化的情况下对疏散时间的影响极其重要。故设计试验对不同的进站客流情况进行仿真分析，统计每个疏散过程的疏散时间-人数分布情况，绘制在同一张图表中。

仿真参数设置：进站速率分别设置为0～8 000 人/h，步长为800 mm，对不同进站客流量下的车站疏散过程进行仿真分析。

顺延型的车站疏散过程变化比较统一，在疏散开始阶段，站厅和站台疏散过程相对独立。站厅行人疏散在500 s时疏散完成，站台行人通过一系列通道类设施陆续抵达地面，过程有较为明显阶段性。

折叠型的铁马布置方式的疏散过程中，站厅疏散时间较长，全局疏散时间受站厅疏散过程影响，且影响持续时间增幅明显。走行距离较长导致疏散时间分布离散型较大，在疏散人数增加的过程中分层性不明显，站厅滞留行人还会与站台抵达的乘客竞争出站设备。

折叠型、顺延型布置下的疏散人数时间分布如图4所示。

图4 折叠型、顺延型布置下的疏散人数时间分布

随着进站速率增大，车站内疏散人数大幅度增加，两种类型的导流杆布置方案疏散总时间变化较小，但疏散人数随时间的变化形态变化较大。

随着乘客到达速率增加，两种类型的导流杆布置形式疏散时间增加不明显，但是折叠型的导流杆布置方式站厅疏散过程效率较低，使行人的整体疏散时间增加，且随客流增加特性明显。顺延型影响较小，在开始疏散较短时间内，车站的客流分布特征就呈较为统一的状态。

3 结语

本文研究地铁标准车站的主要结构特征，讨论大客流的分级标准，研究不同大客流情况下车站导流杆的布置情况。针对各类不同的导流杆布置形式，构建地铁车站疏散仿真模型，对不同导流杆布置形式下、不同客流情况下的疏散过程进行仿真分析。

研究表明，导流杆布置对车站疏散过程影响明显，顺延型和折叠型的导流杆布置均会对疏散时间有明显影响，但原因不同。顺延型的导流杆布置，行人走行通过率受导流杆布置宽度限制，行人不规则走行导致在通道内走行效率低下。折叠型的导流杆布置会造成行人绕行降低速度，增加走行时间，拥堵时行人密度较大且视野受限，容易造成心理压力和过激行为。折叠型的导流杆布置对疏散过程的影响明显，随折叠次数增加疏散时间显著增加，折叠层数为4层时，疏散时间最多增加49.92 s。

研究不同客流量在相同导流杆布置形式下的疏散表现，客流量的增加对疏散整体时间影响较小，但疏散过程中差异较大。顺延型的车站疏散过程变化在疏散开始阶段100 s后，原处于车站站厅的乘客基本全部疏散完成，随后过程中的疏散人数变化差异较小，即客流量的增加对疏散过程影响有限。布置折叠型的导流杆时，随着乘客数量增加，疏散整个过程中车站留存人数较多，在疏散结束时刻，差异越来越小，疏散时间差异较小。

在日常车站应对大客流情况时，顺延型与折叠型的车站布置均会对车站疏散时间造成影响，折叠型的导流杆布置层数的增加会导致疏散时间明显增加。客流量逐渐增加时，顺延型的导流杆布置对疏散过程的适应性较好，在疏散前期阶段疏散效率更高。