基于客流扰动分析的地铁封站组织研究

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年第11期   作者:关健
[导读] 地铁作为城市公共交通的重要组成意义在于便捷、准时、
        关健
        北京市地铁运营有限公司运营三分公司回龙观东大街站务中心 副主任,100035,北京,工程师
摘  要
        地铁作为城市公共交通的重要组成意义在于便捷、准时、安全的运输乘客,客流集散是地铁运营组织的核心,精准把握客流在时空的分布是运营管理优化、安全风险防控的基础。客流扰动会带来客流时空分布的重大变化,尤其值得关注与研究。
        地铁车站封站是在站段维修、节假日局部客流过载、大型活动、发生紧急情况等特殊条件下有效的管控措施。然而地铁车站封站会影响周边车站进出站、换乘等客流量,从而形成扰动,造成局部客流激增引起滞留、拥挤等现象影响地铁运营安全。科学的封站组织方案能有效预判客流扰动,合理组织,降低客流扰动带来的风险。
        本文介绍了地铁车站封站的概念,并对北京地铁车站封站现行组织方案进行阐述的基础上,以 “芍药居站”封站为案例分析车站封站对临近车站、换乘车站、线路客流的影响,并基于案例总结评价了地铁车站封站组织方案。
关键词: 地铁封站,客流,扰动,组织
绪  论
        随着近年来北京地铁运营里程的迅速增长,北京地铁运营线路也随之网络化、复杂化,特殊条件下的客流扰动日益增多,从而对客运组织与地铁安全防控提出了高要求。
        站段维修、节假日局部客流过载、大型活动、发生紧急情况等特殊条件下,地铁封站常常作为有效的应对管控措施。本文研究对象北京地铁,由于线路复杂、车站众多,因而封站次数多、社会影响大值得特别关注。而地铁封站必然会带来客流分布的扰动,可能引发相邻站点客流激增形成大客流从而引发客流局部拥挤等不利于安全运营的情况,并且该客流扰动会在地铁路网上传播,提高整体运营网络的安全风险。因此,地铁封站前有效预测客流扰动、做好封站可能出现大客流的应急方案,封站后合理利用各种组织手段降低客流波动引发的运营风险,是北京地铁发展过程中需要面对并解决的重要问题。
        然而,现行封站组织方案缺乏系统的预测与针对性的组织手段,大多依靠管理人员的经验。本文希望通过研究北京地铁封站期间客流变化,获得地铁封站对客流扰动的数据依据,从而为较准确预测封站后客流变化情况、科学制定封站期间客流组织方案和应急疏散预案提供可靠的决策支持。
一、地铁车站封站概念
        地铁封站指地铁站点在规定运营时间段内双方向各次列车通过不停车或无列车运行,出入口、换乘通道禁止通行的封闭管制。一般地铁封站的原因包括车站或区段建筑结构、设备设施维护、维修;节假日期间防止重点车站或车站周边景区客流过载;车站周边因重大活动交通管制;车站发生突发情况紧急封站,此种地铁紧急封站具有突发性与不可预测性。
        综上所述,地铁封站可分为可预测性的封站、不可预测性的紧急封站,本文主要研究可预测性的封站中封站组织方案优化。
二、 北京地铁车站封站现行组织手段
        北京地铁封站现行组织措施可分为以下几部分:
        (1)封站信息宣传。主要包括“车站通告”与“地铁广播”两部分,用以广泛告知乘客封站信息,提示乘客合理绕行路径,除此之外还有新闻媒体等方式发布封站消息。
        (2)车站封闭业务准备工作。被封闭车站站务组织,按时间节点做好车站封闭、开放工作与突发事件的应急处置准备。周边车站、换乘车站与被封车站密切联系,做好相关协调工作等。以及乘务中心、维修中心的相关准备工作。
        (3)车站封闭客运组织方案,即客流组织工作。临近封闭车站的站点以及换乘量可能增长的车站,在通道、站厅、电梯等重点部位加强现场值守和组织力量,密切关注客流变化情况,遇大客流冲击时,适时采取分流、限流措施。本环节的组织手段往往没有细致分析被封车站客流组成成分、地面交通便捷性、周边车站空间分布对地铁封站期间客流扰动影响,没有针对性的预判客流增长车站叠加客流的高峰期等。
三、 “芍药居站”封站案例研究
1、“芍药居站”封站背景介绍
        2015年3月20日至29日,芍药居站因电梯大修、换乘通道加装空调、13号线站台局部改造施工封站,封站期间10号线、13号线双方向各次列车在芍药居站通过不停车。
2、“芍药居站”客流特征分析
        研究指出,不同类型的车站客流时间分布差异大、高峰期间客流占全天客流比例不同[1],芍药居站属于居住区及工作区类车站,加之芍药居站为地铁路网东北方向10号线与13号线的换乘站,因而进出站、换乘客流分布有着自身的规律。
        相对于商业景区类车站,芍药居地铁站进、出站及换乘客流波动大,随机选取工作日及节假日客流量统计发现,工作日客流量在早晚高峰时段出现明显高峰如图3-1所示,节假日客流量随时间分布变化不明显如图3-2所示,工作日客流规律与节假日客流规律有较大差异,节假日各时段客流量均明显低于工作日客流量。
        

        
        图3-2 芍药居站节假日全天客流量分布图
        由图3-1、3-2可见芍药居站客流由进站客流、出站客流、换乘客流组成,且换乘客流为车站的主要客流,工作日全天换乘客流占客流总量的56%,节假日全天换乘客流占客流总量的61%,工作日进、出站量明显高于节假日。
        鉴于芍药居站工作日客流量明显高于节假日,工作日高峰时段客流组织风险尤其突出,以下着重分析工作日芍药居封站所造成的客流扰动。
3.封站对周边车站进出客流扰动分析
        封站期间,芍药居站进、出站客流一部分被地面公共交通分流,另一部分客流则会从临近站点进、出地铁,从而使得临近站点客流增多。芍药居站在13号线相邻车站有望京西和光熙门,在10号线相邻的车站有太阳宫、惠新西街南口,车站空间分布临近车站还有惠新西街北口、和平西桥、三元桥。选取芍药居站封站前一天3月19日(周四)和封站期间3月26日(周四)两天客流数据进行对比,前期已对这两天的路网客流总量进行比较,客流量基本持平,可认为全路网的客流量差异对分析结果的混杂影响小。
        
        图3-3 芍药居站封站前后临近车站进、出站量对比图
        由图3-3可见芍药居站封站造成了临近车站进出站客流扰动明显,且封站前芍药居站的进出站量与望京西、光熙门、太阳宫、惠新西街南口、惠新西街北口、和平西桥、三元桥这7座车站封站前后客流的增长量总和一致,可见芍药居站封站对周边车站进出客流的影响主要集中在这7座地铁站。经实地调研,以上7座车站均与芍药居站附近有着较多的公交接驳,大多乘客选择可替代的地面公交到达芍药居站附近及其临近站点,是造成这7座车站受封站影响集中的主要原因。
        进一步分析图3-3,可发现受芍药居站封站影响最大的车站为太阳宫站,这一方面由于太阳宫站与芍药居站距离较短,也因太阳宫与芍药居这个路径上的客流原本较多。下面以太阳宫站为例分析封站对周边车站进出站客流影响。
 
        图3-4 芍药居站封站前后太阳宫站进出站量分布图
        由图3-4可见,芍药居站封站期间,太阳宫站客流波动明显,封站后各时段进站量较封站前平均上升28%、出站量较封站前平均上升33%,波峰期进、出站量分别上升达68%、66%。太阳宫站为端头厅、岛式站台结构,建筑结构在10号线地铁车站中规模较小,站厅、楼扶梯、站台、通道等设施设计通过能力较小,因而发生大客流时,客流组织风险较高。
         “芍药居站”客流特征分析中提到,芍药居站周边多为居民区、工作区,工作日进出站量在早、晚高峰增长明显,进出站量基本持平,在早高峰8:00-9:00、晚高峰18:00-19:00达到峰值,封站前后太阳宫站进、出站客流差,同样在早晚高峰时段拉大,且封站前后太阳宫站进、出站客流差距趋势图与芍药居站的进、出站客流趋势图表现出了极其相似性,这从另一个角度说明了太阳宫站客流波动与芍药居站封站密切相关。
4. 封站对换乘站换乘客流扰动分析
        芍药居站换乘客流均为途径芍药居站且具有10号线与13号线之间换乘需求,由于目前北京地铁已实现网络化,换乘客流可选择路网其它换乘车站替代芍药居站出行,使芍药居站换乘客流分流至其它换乘站,如图3-5、3-6所示为乘客可能选择的路网其它绕行路径。
        

        由图3-5、3-6可见,芍药居站封站后受乘客绕行路径的影响客流扰动可能较大的换乘站有知春路、北土城、惠新西街南口、呼家楼、望京西、东直门、霍营、立水桥、鼓楼大街、奥林匹克公园、雍和宫、朝阳门,大屯路东站由于封站期间仍未实现换乘不予以考虑,对比上述换乘站封站前后换乘客流数据如图3-7所示。

        图3-7 芍药居站封站前后相关换乘站换乘量对比图
        由图3-7可见芍药居站封站造成了上述换乘站中望京西站1座车站换乘量下降,剩余11座车站换乘量均有所上升。分析原因为由15号线换入10号线的客流由原来望京西站换乘13号线再经芍药居站换乘10号线改由奥林匹克公园站换乘8号线再经北土城站换乘10号线,这一点可由望京西站下降的换乘量与奥林匹克公园站上升的换乘量持平看出。
        进一步分析图3-7,受芍药居站封站影响最大的换乘站为北土城站,其中鼓楼大街站、奥林匹克公园站上升的换乘量总和与北土城站上升的换乘量持平,这一方面由于北土城站为与芍药居站在同一条线路上的换乘站,也因选择由北土城替代芍药居换入、换出10号线的乘客较多。下面以北土城站为例分析封站对换乘站换乘客流影响。
 
图3-8 芍药居站封站前后北土城站换乘量分布图
        由图3-8可见,芍药居站封站期间,北土城站客流扰动明显,封站后各时段8号线→10号线换乘量较封站前平均上升17%、10号线→8号线换乘量较封站前平均上升19%,波峰期双方向量分别上升达26%、17%。北土城站换乘路径短,发生换乘大客流时,客流组织风险较高。
         “芍药居站”客流特征分析中提到,芍药居站早高峰以13号线→10号线客流为主,在8:00-9:00达到峰值,晚高峰以10号线→13号线客流为主,在18:00-19:00达到峰值,封站前后北土城站双方向换乘客流差,同样在早晚高峰时段拉大,且封站前后北土城双方向换乘客流差距趋势图与芍药居站的换乘客流趋势图表现出了极其相似性,这从另一个角度说明了北土城站客流波动与芍药居站封站密切相关。
5.封站对地铁路网客流扰动分析
        第4节中提到芍药居站封站可能造成10号线、13号线、5号线、8号线、2号线、15号线客运量的变化,对比上述线路封站前后日客运量数据如图3-9所示。
        
图3-9芍药居站封站前后相关线路客运量对比图
        受客流在路网中的绕行路径影响,10号线、13号线全天客运量较封站前有小幅下降,5号线、8号线、2号线、15号线全天客运量较封站前有小幅上升,其中上升幅度最高的为8号线,上升8%。由于芍药居站日客流总量为12万人次,各线路客运量为几十万至百万,芍药居站封站客流影响平均至各线路、各时段,对线路乃至路网的客流扰动较小。
结  论
        本文以“芍药居站”封站为例,对单个换乘车站封站情况下现行封站客运组织进行了介绍,并进行了封站前后数据统计与封站客流扰动成因分析。现行封站客运组织方案,缺乏对被封车站客流特征、周边地面环境所决定的车站客流类型、周边车站分布对地铁封站客流扰动影响的分析,从而未能对受封站客流扰动大、容易发生大客流风险的重点车站、时段等做出预判。
        结合本文分析,单个换乘站封站客运组织方案建议从以下方面优化:
        一、车站客流特征应准确把控。被封站点所处的路网位置决定被封车站在路网中的可替代性,如封闭城市核心区的车站与封闭远郊区县的车站对整个路网各站线的影响大不相同;被封站点外部环境如土地利用类型决定了车站客流的类型,如旅游客流与工作客流在出行高峰期等诸多客流特征上有极大差异;被封站点与周边车站的通达性、周边地面公共交通的状况会对车站封站后原有客流分流方式产生影响。地铁封站前应准确掌握其自身客流组成、客流特征、客流分布等情况。
        二、历史客流数据应充分运用。固定时间间隔的大修封站等有规律性封站,应充分重视历史封站后的客流数据。详细分析历史数据并充分结合客运量增长情况、本站周边环境变化情况、平日车站客流情况等,来优化封站策略,预判周边车站、换乘车站客流受封站扰动影响大小。在利用历史数据时应注意排除混杂影响如新开线路、地面公交线路改变等。
        三、重视重点车站、时间段与瓶颈设施。封站后客流的变化会在地铁路网上传播影响整个路网客流分布,但被封车站客流量的规模决定了其对于其他车站、线路的扰动必然差异性大,对距离较远的换乘站等站、线产生的客流波动小,对换乘能力强、换乘规模大的车站来说扰动客流的叠加对其影响也有限。因而封站客流管理时应充分预判客流扰动大的车站与自身站厅、站台、通道等设施承载能力小的车站,结合受影响车站设计能力、现有客流分布等对其发生大客流现象产生可能的拥挤时间段、大客流流向、瓶颈车站设施等做有针对性的布置,如加强人员疏导、合理布置客流流线、采取限流等措施,以此加强方案的针对性。
        四、加强多样化提示,提升服务质量。地铁封站对乘客出行造成一定影响,现行封站组织方案中虽已对封站信息宣传、路网内绕行路径提示做出了详尽安排,但是对于原本由被封车站进出的乘客所能乘坐的替代性地面公共交通的提示不够,如被封站点与周边车站通达性较好、周边地面公共交通接驳较多,应加强对公交站点及乘车路线的提示。
          


参考文献

[]王静,刘剑锋,马毅林,孙福亮.北京市轨道交通车站客流时空分布特征[J].城市交通,2013,11(6):18-27.
[2]赵路敏,王奕,杜世敏.新线开通对线网客流特征的影响[J].都市快轨交通,2011,24(2):46-50.
[3] 黄宏伟,叶永峰,胡群芳.地铁运营安全风险管理现状分析[J].中国安全科学学报,2008,18(7):55-62.
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