广州城市轨道交通客运安全风险识别评价指标体系研究与应用

刘菊美

（广州地铁集团有限公司 运营事业总部，广东 广州 510330)

网络化运营时代，随着城市轨道交通线网规模的不断扩大与完善，城市轨道交通网络通达性日益增强，客流呈现跳跃式增长，部分城市轨道交通线路运能与运量的矛盾日益突出。大客流下，车站管理人员难以快速识别车站客运安全风险，并实施及时有效的风险防控，加之城市轨道交通车站相对封闭、密集，以及乘客行为的不可控，客运安全管控难度愈发凸显。科学、精准识别车站客运安全风险是现阶段城市轨道交通运营管理者亟待解决的问题。为此，通过分析乘客与设备设施、列车运行及客流管控间的动态作用关系，构建以乘客出行活动链为序列的车站客运安全风险识别评价指标体系，综合考虑车站客流量、客流特性、设备设施分布及通过能力等影响因素，科学、量化评价风险等级，宏观层面开展线网车站客运安全差异化梯度管理，微观层面聚焦车站客运组织瓶颈点位补强短板，为管理者决策提供理论依据，有效保障客运安全[1]。

1 轨道交通客运安全风险识别评价指标体系构建

针对乘客进站、进闸、乘车(含换乘)、出闸、出站5个环节中的风险要素进行评估[2]，细化设计指标，构建以乘客出行活动链为序列的客运安全风险识别评价指标体系，同时匹配现场客运组织管理要求。在此基础上，基于层次分析法赋予指标权重，量化线网车站客运风险等级[3]，形成客运安全风险数据库，全面筛查、建档管理，实现客运风险“数据化、可视化、精细化”，支撑对高风险车站及瓶颈点位的精准管控，全面、灵活指导现场风险防控工作。客运安全风险识别评价指标体系应用如图1所示。

图1 客运安全风险识别评价指标体系应用Fig.1 Application of the risk identification and evaluation index system for passenger transport safety

1.1 构建评价指标体系

面向乘客出行全链条，结合客流量大小及客流特性，从设备设施通过能力、客流流线、容纳能力、客流管控、区间满载率等5个影响客运安全的关键要素方面，构建客运安全风险识别评价指标体系，包括5个维度、23个指标。客运安全风险识别评价指标体系如图2所示。

图2 客运安全风险识别评价指标体系Fig.2 Risk identification and evaluation index system for passenger transport safety

（1）通过能力指标。反映车站设备设施通过能力是否满足车站客流通行需求，避免出现乘客聚集滞留，造成客运安全风险。通过能力指标表现为设备设施实际通过客流量同额定通过能力之比。

（2）客流流线指标。反映车站客流流线冲突情况，车站客流量越大，客流组成越复杂，进、出站或换乘路径越多，流线冲突越明显。客流流线的优劣直接影响乘客走行距离和顺畅性，从而影响车站的客运组织安全。客流流线指标表现为车站实际客流流线冲突点数量。

（3）容纳能力指标。车站容纳能力反映对客流量的最大承载力，城市轨道交通的容纳能力对大客流的输运有着重要影响，容纳能力越大，一方面能够为乘客的出行提供足够的空间，另一方面也能够提高车站的客运组织能力。容纳能力指标表现为车站实际客流量同额定容纳能力之比。

（4）客流管控指标。反映车站实际运作难度和管控压力，受车站客流量大小、线路运输能力、车站客流组织条件等因素影响，客流量越大、满载率越高、情况越复杂，客运组织难度越高，需要进行的客流管控次数也相应增加。客流管控指标表现为车站执行客流管控频次。

（5）区间满载率指标。反映线路某区段单向最大客流断面的列车载客能力利用情况，直接影响车站乘客输运效率。区间满载率指标表现为与车站衔接的区间满载率情况。

1.2 计算指标权重

（1）构造判断矩阵。利用专家打分法确定各层次指标的相对重要程度，运用层次分析法9级标度关系法构造判断矩阵。当指标Xi没有指标Xj重要时，则指标Xi对指标Xj重要性aij取指标Xj对指标Xi的重要性aji的倒数，即：aij×aji= 1。以“进站—进闸”维度的指标打分为例说明计算过程，根据专家打分得出“进站—进闸”维度的指标重要性判断矩阵A[4]，“进站—进闸”维度的指标判断矩阵如表1所示。

表1 “进站—进闸”维度的指标判断矩阵Tab.1 Index judgment matrix of “station entry–gate entry”

（2）计算指标权重。计算“进站—进闸”维度的指标权重w为

（3）计算最大特征根。计算“进站—进闸”维度的指标重要性判断矩阵的最大特征根λmax为

式中：wi为权重w的分量。

（4）一致性检验。一致性检验计算公式为

式中：CR为检验系数，当CR<0.1时，认为判断矩阵一致性是可以接受的，CR>0.1时，需要进行重新修正；CI为一致性指标；RI为随机一致性指标，可以查表获取[5]；n为判断矩阵阶数。

计算可得“进站—进闸”维度的指标打分数据的一致性检验系数CR= 0.028<0.1，数据可靠。按照上述计算方式，以全体样本作为建模的依据，综合多位专家打分情况，对体系模型各指标权重进行计算。以换乘站为例，计算各指标权重。换乘站客运安全风险识别评价指标体系指标权重如表2所示。

1.3 划分风险等级

客运安全风险识别评价指标体系包含的23个指标，按照风险等级由低至高设定为5档，得分依次为20分、40分、60分、80分、100分，表示风险逐级升高。将23个指标、5个维度加权计算可得单个车站客运安全风险评价得分，计算公式为

式中：Dj为客运安全风险体系第j个维度的得分；pi为第i个指标的权重；Ti为客运安全风险体系第i个指标的得分。

式中：Sk为车站k客运安全风险得分；qj为第j个维度的权重。

表2 换乘站客运安全风险识别评价指标体系指标权重Tab.2 Index weight of the risk identification and evaluation index system for passenger transport safety at transfer stations

基于线网各站客运安全风险评价得分情况，将客运安全风险等级划分为A级(客运风险很高)、B级(客运风险较高)、C级(客运风险中等)和D级(客运风险较低) 4个等级[6]。客运安全风险等级划分如表3所示。

表3 客运安全风险等级划分Tab.3 Risk classification of passenger transport safety

1.4 建立风险数据库

基于该体系评价结果，建立线网客运安全风险数据库，实现全方位、可视化的风险管控。同时针对指标中得分在80分及以上的高风险指标，将其匹配对应到现场具体的设备设施单元(如某楼扶梯、出入口通道等)，进一步形成车站客运安全瓶颈点位库，推进风险管控从“高风险指标”向“高风险瓶颈”转变。

2 案例分析

2.1 广州城市轨道交通线网客运安全风险等级识别

目前，客运安全风险识别评价指标体系已在广州城市轨道交通推广应用。基于该体系，对线网245个车站(换乘站按1个站计)进行客运安全风险识别，评定A级车站5个、B级车站7个、C级车站15个和D级车站218个。车站客运安全风险等级如表4所示。

表4 车站客运安全风险等级Tab.4 Risk level of passenger transport safety at stations

基于上述评价结果，对高风险等级车站及高风险瓶颈点位多措并举强化防控，主要从搭建客运安全风险评价机制、制定客运管控专项提升方案、强化客运行车联动管控模式和落实客运高峰人员保障机制等方面保障线网车站客运安全。

（1）搭建客运安全风险评价机制。对标各风险等级、瓶颈点位，分梯度精准开展常态化客运安全评估，结合体系优化方向、客流变化规律、组织措施落实情况，动态调整风险评价结果，精准指导下阶段的客运安全风险管控工作。

（2）制定客运管控专项提升方案。针对风险较高的A类、B类车站制定专项客运安全管控优化提升方案，风险相对较低的C类、D类车站制定客运安全风险瓶颈点防控措施方案，通过改造布局、优化流线、完善线网联控方案、开展站区联控等方面，制定风险管控措施，提升重点站客运安全风险管控水平。

（3）强化客运行车联动管控模式。针对工作日及节前晚高峰线网高满载区段，通过优化交路设置、加开备用车、定点空车投放等方式，提高客流输运能力，缓解车站乘客滞留情况，保障现场客运组织有序可控。

（4）落实客运高峰人员保障机制。人力资源保障在高峰期客运风险防控中起到至关重要的作用，建立高峰人力保障制度，并结合各车站风险等级及具体瓶颈点位，科学均衡、合理调配人员，以最大化实现人力资源的利用及现场客运安全保障，强化高峰期客流走行秩序和疏散效率。

2.2 车站客运安全风险防控

以A级高风险车站体育西路为例，车站客运安全风险等级较高的维度为“换乘”、“下车—出闸”、“进闸—上车”，其中多个指标达100分。体育西路站客运安全风险评价得分明细如表5所示。

以“换乘”维度为例，将其高风险指标匹配到车站实际设备设施单元，精准识别定位车站具体客运安全瓶颈点，并构建客运安全瓶颈点位库。体育西路站“换乘”维度瓶颈点位如图3所示。

图3 体育西路站“换乘”维度瓶颈点位Fig.3 Bottleneck point of “transfer” at Tiyu Xilu station

基于识别出的瓶颈点位，从布局改造、分区管控、行车联动和组团联控等方面，针对性地对体育西路站开展优化提升，有效防控客运风险。

（1）布局改造，提升容纳能力。为扩大车站换乘客流通行区域，拆除部分使用率较低的闸机及票亭[7]，并设置“移动式通道门”，在高峰客流管控期间，引导乘客通过“移动式通道门”进入虚拟付费区绕行，优化后扩容面积约200 m2，有效提升换乘路径容纳能力，客流管控区域乘客拥挤度降低25%。体育西路站厅布局改造前如图4所示，体育西路站厅布局改造后如图5所示。

表5 体育西路站客运安全风险评价得分明细Tab.5 Score details aboutthe risk evaluation of passenger transport safety at Tiyu Xilu station

图4 体育西路站厅布局改造前Fig.4 Layout of Tiyu Xilu station hall before reconstruction

图5 体育西路站厅布局改造后Fig.5 Layout of Tiyu Xilu station hall after reconstruction

（2）分区管控，降低瓶颈风险。将换乘路径细分为多个区域，实施分段拦截，细化各区域控放频次、人数，分区域有效联动，缓解短时聚集的客流对车站客运组织的强烈冲击，降低瓶颈点位的客运风险。

（3）行车联动，加速换乘疏导。在高峰期间实施行车—客运联动，增加空车投放，加大换乘客流疏导力度，减少车站滞留乘客，降低安全风险。如2020年12月31日晚高峰期间，共组织6趟空车在体育西路站投入载客，高峰运力提升约30%，客流管控期间乘客换乘等候时间由最高15 min以上减少至约10 min，及时、有效疏导高峰换乘客流。

（4）组团联控，缓解复合压力。对体育西路站换乘大客流进行深度溯源，将客流来源高度相关且相邻的体育西路站、珠江新城站形成组团，研究建立组团线网联控模式，实施一体化联控，通过限制本线、邻线联控车站单位时间进站乘客数量，将高满载区间到站满载率削减10%，提高体育西路站、珠江新城站乘客输送效率，有效缓解多站连续换乘客流的复合压力[8]。

3 结束语

针对城市轨道交通客运安全风险难以量化问题，研究构建以乘客出行活动链为序列的车站客运安全风险识别评价指标体系，推进客运安全风险管控从“高风险指标”向“高风险瓶颈”转变，精准定位车站客运安全瓶颈点，指导车站精准管控和提升。面向未来线网大发展，“城市轨道交通+城际”一体思考、一体推进致力形成“一张网、一张票、一串城”的大湾区轨道交通新格局，该体系能够结合车站实际客流特性、综合考虑设备设施布局、识别线网车站的客运安全风险等级和瓶颈点位，有助于轨道交通客运安全风险精细化防控。同时，还可以通过深化客运安全风险防范与行车组织自适应协同等方面的研究，强化行车、客运联动优化，切实降低客运安全风险，保障乘客安全出行。