大客流情況下導流桿布置對疏散效率的影響研究

徐樹亮

（徐州地鐵運營有限公司，江蘇徐州 221000）

“十四五”時期是徐州推動高質量發展走在前列、全面打造貫徹新發展理念區域樣板、加快建設“強富美高”新徐州的關鍵階段。在此階段需要全面提升城市功能品質，強化城市更新要素保障以及政策扶持，滾動實施各類城建重點工程，全面提升中心城市承載力。城市軌道交通領域，應加快推進地鐵3、4、5、6號線工程建設，構建換乘順暢、接駁快速的城市通勤網絡，建設“公交都市”。隨著城市軌道交通建設的進程，地鐵作為城市公共交通運輸主要承擔者，大客流已經逐漸“常態化”。

大客流情況下，車站布置導流設施對規范行人走行、疏解行人流線交叉具有重要的意義。但針對疏散過程，導流桿的布置對行人的走行勢必產生一定影響。研究車站疏散問題時，計算機仿真以其成本低、迭代多、可以在假設較少的情況下對場景進行模擬的特點被國內外研究廣泛采用[1-3]。目前，針對疏散過程和疏散策略的研究較多[4-7]，針對車站設施設備對疏散過程的影響相對較少。導流桿是一種較為特殊的車站設施，用以規范行人走行流線，文獻[8]對交織區進行研究，分析導流桿對促進交織區人群行走有序性的作用。

本文旨在以典型車站結構出發，分析徐州地鐵的某車站在應對不同大客流情況的導流桿布置方式及其主要特點。設計仿真試驗通過計算機仿真建模的方式，研究不同客流強度下的導流桿的布置形式對于車站疏散的影響，為車站的安全運營和日?？瓦\組織提供參考，提升地鐵運營的服務質量，保證乘客出行安全。

1 車站結構與導流桿設置分析

1.1 非換乘車站基本結構

徐州市城市軌道交通線路中，絕大多數非換乘站采用地下兩層島式的標準車站布局形式（標準站），該種車站結構占地面積小，工程量較小，是現階段我國城市軌道交通車站中采用最多的一種車站結構。

標準站通常采用單承重柱和雙承重柱兩種形式，由車站需要承擔的客流壓力決定。站廳和站臺分別位于上下兩層，通過3樓扶梯連接，該站的扶梯組布置采用標準模式，即左側兩扶梯、中部步梯升降梯、右側步梯扶梯。

站臺長度由車站所在線路的車型長度決定，我國主要采用A型車6節編組、B型車6節編組、A型車8節編組等典型列車編組形式。在車站地理位置能夠滿足條件的情況下，在四個角設置A、B、C、D四個出口，在地理位置受限或有地上其他建筑連接時，可能有站型變更，但基本符合基本站型結構。

1.2 大客流情況及分級

為了對不同客流強度的情況采取針對性的客流組織措施，根據車站中特定位置積留乘客的數量對地鐵中的客流強度進行分級。不同的客流強度采用不同的客流組織手段進行組織，提高服務質量和精準分配客運設施。

根據車站客流強度和分布情況，大客流分為三級，各級客流均具備獨立的啟動條件和其應對措施[9]。

標準車站的付費區較小，對乘客的滯留作用小，通常對1、3級客流進行響應。站臺乘客大客流時，需要布置導流桿，對乘客的安檢、購票過程的排隊進行折疊，防止車站非付費區的擁堵。

主要鐵馬布置方式如圖1、圖2所示。

圖1 折疊型排隊鐵馬布置

圖2 順延型排隊鐵馬布置

折疊型鐵馬布置方式通過讓行人在安檢機前折疊排隊有效規范行人空間位置，避免站廳混亂，節省站廳空間。順延型車站排隊鐵馬布置方式通過合理利用站型結構，依站型延伸至出口位置，有效延長行人排隊過程。

2 導流桿形態對疏散過程的仿真分析

研究在大客流情況下不同類型的安檢排隊導流桿布置形式對于車站疏散效率的影響，設置不同的仿真場景。

2.1 仿真場景構建

基本假設：

（1）根據規范，疏散發生時，行人走行速度按照1.1 m/s進行設置。

（2）車站客流特征為該車站遠期或控制期客流。

（3）疏散場景為工作日早高峰時段，假設車站疏散發生在車站服務正常運轉400 s后。

（4）各類設備通行能力按照《地鐵按疏散規范》（GB/T 33668—2017）[10]進行設置。

根據車站基本構造和車站客流特征，使用Anylogic仿真軟件構建疏散仿真模型。仿真建模分為流程建模過程和環境建模過程，在環境建模中，根據車站的基本結構和設施設備配置情況進行繪制。在流程建模中，對行人的判斷和選擇以及行人走行的基本邏輯進行構建，完成乘客各類行為的模擬，對模型運行過程中的車站累計密度進行統計。

在大客流情況下，布設導流桿會增加疏散時間，順延型的布置方式對疏散時間的影響基本與折疊2層的導流桿印象程度相同，疏散時間差為25.47 s。折疊型的布置方式對疏散時間影響較大，且隨著折疊排隊數量的增加，疏散時間明顯增加。折疊次數增加至4次時，90%人數疏散完成時間增幅不明顯，但總疏散時間增幅較大，說明疏散過程的最后過程拖尾，少量行人在站內繞行、逗留時間過長。

疏散過程中行人通過進出閘機位置向站外進行疏散，整個疏散過程中的沖突點為行扶梯出口處、進出站閘機處、導流桿繞行處。

三層折疊導流桿站廳疏散密度如圖3所示。

圖3 三層折疊導流桿站廳疏散密度

不同折疊層數下疏散時間差異如表1所示。

表1 不同折疊層數下疏散時間差異 單位：s

安檢位置布設導流桿時，行人需要在該位置進行繞行，速度削減嚴重，走行距離增加。標準折疊型導流桿布置下疏散過程耗時增加至316 s，行人安全無法得到保障。疏散過程中布置導流桿會使行人主觀路徑判斷產生變化，導致行人對各出口的選擇不均衡，大幅度延長疏散時間。

相比于折疊型的導流桿，順延型導流桿對行人在整個走行過程中速度削減較小，但行人走行通過率受導流桿布置寬度限制。走行方向與疏散方向大體一致，但行人不規則走行導致通道內走行效率低下。相對于順延型的導流桿布置，行人在折疊位置擁堵時，行人密度較大且視野受限，容易造成心理壓力和過激行為。

2.2 疏散時間隨進站速率的靈敏度分析

進站客流量較大時，車站需要在站廳進行客流組織控制乘客行為。導流桿主要用于解決進站客流較大的情況，分析進站客流量變化的情況下對疏散時間的影響極其重要。故設計試驗對不同的進站客流情況進行仿真分析，統計每個疏散過程的疏散時間-人數分布情況，繪制在同一張圖表中。

仿真參數設置：進站速率分別設置為0～8 000 人/h，步長為800 mm，對不同進站客流量下的車站疏散過程進行仿真分析。

順延型的車站疏散過程變化比較統一，在疏散開始階段，站廳和站臺疏散過程相對獨立。站廳行人疏散在500 s時疏散完成，站臺行人通過一系列通道類設施陸續抵達地面，過程有較為明顯階段性。

折疊型的鐵馬布置方式的疏散過程中，站廳疏散時間較長，全局疏散時間受站廳疏散過程影響，且影響持續時間增幅明顯。走行距離較長導致疏散時間分布離散型較大，在疏散人數增加的過程中分層性不明顯，站廳滯留行人還會與站臺抵達的乘客競爭出站設備。

折疊型、順延型布置下的疏散人數時間分布如圖4所示。

圖4 折疊型、順延型布置下的疏散人數時間分布

隨著進站速率增大，車站內疏散人數大幅度增加，兩種類型的導流桿布置方案疏散總時間變化較小，但疏散人數隨時間的變化形態變化較大。

隨著乘客到達速率增加，兩種類型的導流桿布置形式疏散時間增加不明顯，但是折疊型的導流桿布置方式站廳疏散過程效率較低，使行人的整體疏散時間增加，且隨客流增加特性明顯。順延型影響較小，在開始疏散較短時間內，車站的客流分布特征就呈較為統一的狀態。

3 結語

本文研究地鐵標準車站的主要結構特征，討論大客流的分級標準，研究不同大客流情況下車站導流桿的布置情況。針對各類不同的導流桿布置形式，構建地鐵車站疏散仿真模型，對不同導流桿布置形式下、不同客流情況下的疏散過程進行仿真分析。

研究表明，導流桿布置對車站疏散過程影響明顯，順延型和折疊型的導流桿布置均會對疏散時間有明顯影響，但原因不同。順延型的導流桿布置，行人走行通過率受導流桿布置寬度限制，行人不規則走行導致在通道內走行效率低下。折疊型的導流桿布置會造成行人繞行降低速度，增加走行時間，擁堵時行人密度較大且視野受限，容易造成心理壓力和過激行為。折疊型的導流桿布置對疏散過程的影響明顯，隨折疊次數增加疏散時間顯著增加，折疊層數為4層時，疏散時間最多增加49.92 s。

研究不同客流量在相同導流桿布置形式下的疏散表現，客流量的增加對疏散整體時間影響較小，但疏散過程中差異較大。順延型的車站疏散過程變化在疏散開始階段100 s后，原處于車站站廳的乘客基本全部疏散完成，隨后過程中的疏散人數變化差異較小，即客流量的增加對疏散過程影響有限。布置折疊型的導流桿時，隨著乘客數量增加，疏散整個過程中車站留存人數較多，在疏散結束時刻，差異越來越小，疏散時間差異較小。

在日常車站應對大客流情況時，順延型與折疊型的車站布置均會對車站疏散時間造成影響，折疊型的導流桿布置層數的增加會導致疏散時間明顯增加?？土髁恐饾u增加時，順延型的導流桿布置對疏散過程的適應性較好，在疏散前期階段疏散效率更高。