城市轨道交通大型换乘站客流特性及组织方法研究Word下载.docx
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本文依托轨道交通换乘站内部设施布局、客流的运行特征进行研究,在对现有研究成果进行归纳、总结的基础上,分析了换乘站的特征及换乘客流的特性,最后从换乘的四个阶段提出轨道交通交通组织措施。
关键词:
轨道交通;
换乘站;
客流特性;
组织
Abstract
一、绪论
(一)研究依据
近年来,伴随着世界范围的城市化进程,世界各国的城市区域渐渐扩大,城市经济水平日益发展,人流、物流交往的需求加大,城市交通量呈急剧增长的趋势,机动化交通方式增长迅速。
由此带来了诸如交通拥堵、车速下降、事故频发等一系列交通问题。
此外,还产生了汽车尾气排放、噪声污染等环境问题。
因此,轨道交通以其运量大、速度快、安全准时、成本低、低能耗及清洁等优势,成为解决日渐恶化的城市交通问题的重要方式,许多大城市正在逐渐形成以轨道交通为主体,包括地铁、城市铁路、有轨电车、轻轨及磁悬浮列车等多种轨道交通并存的现代城市轨道交通新局面。
1863年世界第一条地铁在英国伦敦建成通车,全长总计6.4km,揭开了轨道交通的序幕。
到目前为止,已有127个城市开通了轨道交通,总里程达到8100km,有21个城市线路长度均超过100km。
在中国,北京于1969年10月最早开通第一条轨道交通线,之后轨道交通建设步入了高峰时期,到目前为止,国务院批复了22个轨道交通建设规划,到2015年,将修建开通79条轨道交通线路。
而城市轨道交通换乘站是轨道交通线网中的重要节点,是联系整个线网有序运行的重要环节,担负着组织、引导客流集散和中转的任务。
网络化运营条件下,换乘站客流集散和中转效率的高低将直接影响整个轨道交通线网的运能。
由于城市轨道交通换乘站客流类型多,不仅含有多方向的进出站客流,还有各条线路之间的换乘客流,客流密度高、流动性大,交织冲突明显、隐患节点多,加之乘客在较密闭的地下环境下心理压力大,极易造成客流大规模拥堵,增加乘客恐慌、踩踏、疏散受阻等风险。
及时、准确地掌握客流信息,组织好城市轨道交通大型换成站客流,能够有效的改善车站的乘车环境,提高乘客在车站中的通行速度,缓解大客流带来的运输组织压力,保障乘客的出行安全。
因此,在我国城市轨道交通快速发展并逐步成网之际,如何做好客流的组织,进而有针对性的组织和引导不同状态下的客流,保障乘客的出行安全,提高地铁的运行效率,就成为亟待解决的问题。
(二)研究目的及意义
换乘站的存在为乘客在轨道交通系统中换乘其他线路的列车创造了方便的条件,换乘站往往是轨道交通客流组织的重点,同样也是难点所在。
换乘站客流具有时间不均衡性、多元性、高集中性、方向不均衡性、多方向和多路径性、短时冲击性等特性。
在换乘站内,乘客往往在心理上追求方便与舒适,顺畅的换乘对于轨道交通整体运行有着巨大的帮助作用。
在地铁换乘车站换乘时客流关系非常复杂,往往会产生多个换乘方向,换乘空间限定或引导着行为的发生,良好的换乘站设计方案可以让轨道交通的设计与规划事半功倍。
人员配备、设施设置、客流间的相互影响关系、车辆的协调调度,这都是影响换乘站客流组织集散性能的主要因素。
因此,我们可以从衔接设施配置、乘客流线设计、工作人员的管理、和诱导设施配置等四个方面着手进行客流组织模式分析。
通过对工作人员的组织管理情况、换乘站内设施的利用情况等条件进行综合分析,针对性的提出提高设施利用率的措施和提高综合集散性能的方法,破除影响客流组织的集散效能的关键因素,这就是客流组织模式分析的意义,它可以保证乘客在换乘站内运行全过程中都能享受到舒适快捷的服务。
该组织模式可以找出现行的轨道交通换乘站可以改善的空间以及可能改善的关键点,并确保新建换乘站在开始组织的时候就能够以最大集散组织效率为目地进行组织。
尽力提供尽可能完善的组织方法,从而更有针对性地提高整个换乘站的集散服务水平和组织效率。
(三)相关研究现状
目前国内外关于轨道交通客流演变规律和换乘组织实践相关问题的研究,可以从以下几个方面来进行分析和评述。
1、城市轨道交通客流强度及其机理的研究
城市轨道交通客流演变规律的研究大致可以分为两个部分:
客流演变规律的特征研究、影响客流变化的主要因素研究,包括城市空间与用地布局、服务区域内的客流特征、线网自身的规模与运营效能等。
国外学者在城市轨道交通客流特征以及影响因素方面的研究较为全面。
NewmanPW等分析了典型国际大城市交通方式选择相关影响因素,发现土地居住密度越大,公共交通占有率越高,特别是在考虑采用TOD模式和土地混合使用的地区,人均交通出行成本可以降至其他地区的85%以下。
SouthworthF总结调查情况后发现,将居民出行方式按照出行距离分类后,土地开发模式对多数出行方式的影响程度增强。
Susan等研究发现,提高工作岗位至6000人/km2以上时,居民对公交的选择偏好会大幅提高,但是降低就业密度至4000人/km2以下时,小汽车出行会达到较高比例。
DuruetC等与VerbitGP指出,当每平方公里超过1.5万居住单位时,居民选择公共交通出行的概率会随土地密度的提高显著上升。
MessengerT等与QinF等指出除了土地利用模式之外,居民出行模式也会受到该地区公共交通服务水平以及千人小汽车拥有量的影响。
BentoAM等在对公共交通线路里程平均值和人口密度对交通结构的影响进行分析后得出,以上两个因素增大1110时会相应影响小汽车出行率降低11100和112000GravaS研究了国际大都市的城市轨道交通发展历程,并以纽约城市轨道交通系统为例,对其规划设计和运营管理体系进行了系统分析。
AssisWO等分析了大量客流样本数据后,得到了出行者等候列车和上下车的行为特征和时间特征,给出了不同线路的客流时间分布特征,并以此为基础对列车时刻表的编制提出了优化方法。
CastelliL等、LimY等通过分析不同类型换乘站衔接的线路类型,以及这些线路的运营特征,得到了提供换乘服务线路的客流时空分布特征、客流的起讫点分布特征,并根据以上分析结果给出了列车运行组织优化方法。
国内相关研究主要集中于城市轨道交通系统客流量的发展演化及其机理分析。
在城市轨道交通线网的发展前景方面,沈景炎指出轨道交通作为低碳节能的大运量交通系统,正在逐步成为大城市公共交通的骨干,而为了发挥其最大的功能并保障系统可持续发展,必须兼顾保证该系统具有较大的运能和一定的运营效益,即在在城市轨道的规划设计和运营管理中,即要保证较好的客流强度,并在提高客流强度的同时兼顾改善服务水平。
在城市轨道交通系统发展进程方面,一些学者通过分析亚洲、欧洲和美洲等区域的大都市城市轨道交通演变过程,认为其发展周期可以分为三至四个阶段,对应系统由初期逐渐成网至网络化运营过程。
在土地开发、社会经济因素对城市不同交通方式分担率的影响方面,王媛媛和陆化普认为土地利用模式与交通结构具有循环反馈关系,并基于资源与环境承载力建立了动态反馈模型,为未来交通可持续发展提供了情景分析工具。
王炜等提出除了用地布局因素之外,出行结构以及需求规模还会受到经济区位分布因素的影响,同时经济的持续发展需要城市交通服务的保障,而城市交通基础设施布局也会反过来影响经济发展和用地布局。
也有学者通过调研国内典型城市的居民交通出行调查数据,分析了城市交通演变过程中出行结构与不同因素的动态反馈关系,并建立了一系列互动反馈模型和投入产出模型,同时围绕公共交通导向发展模式,为未来交通可持续发展模式提供了建议。
在城市轨道交通客流特征及其演变机理方面,方蕾将统计分析的方法应用在轨道交通网络的客流时空变化规律的研究中,并对不同类型线路客流特征差异进行了描述,进而对列车编组计划进行了优化。
易婷等以国内较早开通地铁的城市为研究对象,重点阐述了与轨道交通换乘相关的客流特征及其影响因素,如出行起讫点、出行类型等,进而给出了换乘站的布设方式优化方法。
对于不同布局类型的轨道交通线网,其网络客流时空分布特征特别是换乘站客流特征之间具有较大差异,形成这种特征多样性的主要影响因素包括线路覆盖地区用地开发情况、轨道交通车站布局等。
国内学者在调研了世界发达城市通勤圈轨道客流数据后,分析了轨道交通乘客出行时空特征,研究了这些特征指标在城市规划中与社会经济、用地布局的双向反馈作用,特别是组团式城市群规划中以上因素的相互影响作用。
还有一些学者细化了轨道交通网络的布设类型,同时按服务范围覆盖市区还是郊区客流将轨道交通线路进行分类,并研究了不同类型线网和线路的客流时空分布特征及轨道交通出行客流的起讫点特征和换乘选择行为特征。
目前,许多大城市的轨道交通系统已进入网络化运营阶段,其运营管理对车站特别是换乘车站的规划设计和客流组织提出较高要求,特别是要满足早、晚高峰时期轨道交通通勤出行的高效率要求,这就要求现阶段一些已经提前进入网络化运营的大城市,要充分考虑客流特征特别是换乘客流的不均衡特征、突发性客流的传播特征,对既有轨道交通车站设施进行改进,例如优化站内乘客走行流线、延展车站站台面积、合理组织车站与其他公共交通方式的衔接等。
此外,由于布设在市区和郊区的车站客流成长规律不同,特别是轨道线路位于市区和郊区分界边缘的换乘车站和首末车站,其车站设施一方面要依据远期客流水平和时空特征预留站内空间,另一方面要在考虑诱增客流的基础上规划好轨道交通与其他公共交通的衔接组织方案。
随着客流特征的日趋复杂化,一些处理复杂性数据的模型被借鉴到城市轨道客流演化特征预测方面,例如时间序列模型、客流激发能级模型和基于径向基神经网络的预测模型等,其中第二种方法适合不均衡性较高的客流预测,第三种方法对于成网时期快速成长的轨道交通客流预测效果较好。
2、城市轨道交通网络换乘研究方案研究
在城市轨道交通网络换乘方案方面,国内外学者主要是从换乘车站设置和换乘效率两个角度展开研究工作。
在换乘车站设置方面,国外学者研究了换乘设施布局和换乘站衔接线路客流特征对换乘效率的影响,为衔接不同客流量等级、衔接不同时空特征的线路换乘设施的规划设计提供了参考,并将研究结果扩展至换乘设施运行组织优化。
例如,GuoZ和WilsonNH讨论了舒适性指标对于出行者行为决策的影响,AokiM分析了不同行车组织计划对乘客换乘时间的影响,在城市轨道交通换乘效率评价体系构建及其影响因素的分析方面,国内外学者在分析了居民出行调查数据后,将时间因素、拥挤因素和累计换乘次数等归入了影响出行者换乘行为决策的重要因素中,将轨道交通线网布局类型列入了影响换乘效率的重要指标里,并在此基础上测算了不同布局类型轨道交通线网的换乘效率,分析了线网和车站布局形式的改变对客流时空分布特征的影响。
例如,全永桑等指出换乘次数、换乘时间和拥挤水平是构成换乘效率体系的重要因素。
毛保华和蒋玉馄构建了考虑线网拓扑结构、换乘拥挤水平等因素的城市轨道交通换乘效率评价体系,并探讨了城市轨道交通线网形态对换乘便捷性的影响。
王建聪和白雁等将模糊评价法引入城市轨道交通换乘效率评价体系的测算中。
此外,国内学者通过分析典型大城市的轨道交通换乘车站运行情况,将换乘设施的布局特征和功能类型也列入了换乘评价指标体系,从实际应用角度构建了不同类型换乘站的换乘效率评价体系,并通过仿真等方法,分析了客流条件、换乘通道布设形式、站台布局和行车组织作业计划等因素对换乘效率的影响。
二、城市轨道交通大型换乘站概述
(一)城市轨道交通大型换乘站术语
城市
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- 城市轨道 交通 大型 换乘 客流 特性 组织 方法 研究