基于客流特征下的成都地鐵站閘機配置研究

曾麗 唐莉英

關鍵詞：地鐵站 閘機 配置研究 客流特征 客流量

引言

閘機作為地鐵設施的一個組成部分，對其配置的研究是提升乘車效率重要一項內容。乘客在通過閘機的過程中，包括減速、刷卡、等待、通過等一系列行為[1-2] ，這一環節會使乘車連貫性受到影響。

現目前，我們國內對軌道交通的設備布局和設計已經具有比較深入的研究，文獻[3] 以交通流理論、排隊論以及空間句法等理論為基礎，研究了地鐵站閘機之間的相互關系，對閘機的配置數量、布局進行深刻探索。其次，文獻[4] 以北京地鐵站作為研究對象，主要探究了乘客在檢票進站時對閘機選擇的行為，并提出近處閘機優先被選擇的設想，通過一定的調研建立了設計模型。此外，文獻[5] 從閘機所應具備功能進行探討，提出要提升閘機的使用性能。再者，[6] 以上海9號線客流狀況為研究對象，給出了一些優化方案，通過合理的閘機布局來有效的疏導客流。然后，[7] 從地鐵閘機的通過能力方面研究，采用了對晚高峰時刻錄像和SPSS 統計分析軟件方法，計算乘客通過閘機速度和閘機通過能力;

本文基于地鐵站的客流分布特征、客流流線及客流量的視角，來對閘機類型、閘機的數量、閘機的布局方式的合理性進行研究，并以成都各大地鐵站為研究對象，達到合理布置地鐵站進出口閘機的目的。

一、地鐵站閘機配置研究概述

（一）地鐵站閘機配置的概念與原則 ：“配置”一詞最早是指作戰時，根據任務、敵情、地形，將相應數量的兵力、兵器布置在適當的位置[8] 。應用到地鐵閘機配置方面是指根據地鐵站的客流特征、客流量、客流流線方面，將一定規模的閘機數量布置在地鐵站內合適的位置，從而提高乘客通過閘機的效率，如圖1所示。地鐵閘機配置主要內容有：

1.閘機類型配置：不同的地鐵站其客流特征存在明顯差異，這就對閘機的類型提出了不同的要求。有些地鐵站客流量較大，潮汐客流特征明顯，則可考慮采用雙向進出的閘機類型，滿足高峰客流要求;而對于客流量較小且平穩的地鐵站而言，采用單向進出閘機即可滿足疏散客流的要求;

2.閘機數量配置：地鐵站閘機配備的數量大大影響了乘客的乘車效率。依據地鐵站客流量大小，對進出閘機的利用率進行計算，以此作為閘機數量配置的依據，從而提高閘機的有效利用率;

3.閘機布局配置：指的是在平面布局上閘機的擺放形式和根據閘機進出功能進行組團兩方面，在平面布局上閘機的擺放形式包括直線型布局、傾斜式布局、凹凸式布局;而閘機功能的組團模式包括混合布局（進站閘機與出站閘機混合布置）和獨立系統布局（一套進出站閘機系統與另一套進出站閘機系統獨立開）;

（二）地鐵閘機配置的基本原則：在進行地鐵站閘機配置時，應緊密結合該站點的客流特征：如乘客的需求（上下班）、客流量、客流動線進行考慮，使閘機得到合理的利用，從而提高乘客在進出閘機的效率，應當注意以下基本原則：

1.整體性。閘機作為地鐵系統的一部分，是區分非付費區和付費區的一個重要節點。對其配置的研究應該從地鐵整個系統出發，要保證安檢—購票—閘機—乘車各系統布置的緊湊性，提高乘客進出站的效率;

2.具體性。不同站點的客流特征不盡相同，要根據該站點的客流量、客流模式、客流流線等方面進行考慮，避免閘機出現供不應求、供大于求的局面;

3.動線無沖突。地鐵站閘機布局是乘客動線是否沖突的因素之一，因此在進行閘機配置時，應考慮到乘客流線組織難易程度，從閘機的布局上來減少流線間的沖突。

二、基于成都各大地鐵站客流量進行的閘機類型匹配

閘機是區別付費區與非付費區的重要節點，乘客通過刷卡可自由的在這兩個區域范圍活動。根據對成都各大地鐵站點的實地考察，將地鐵閘機類型歸為如下：按照閘機的隔擋裝置主要分為三桿式閘機、門扉式閘機。三桿式閘機現今在各大地鐵站很少使用，其費用成本、通行速度和靈活性比門扉式低。門扉式閘機在各大地鐵站運用普遍，穩定性較高、通行速度快，適用于客流量較大的站點，其缺點為維修和管理成本更高。

（一）依據功能劃分為：單向進出閘機、雙向進出閘機，這兩種閘機適用不同客流特征的地鐵站點。其具體如表1，單向進出閘機乘客動線單一有序，但占地面積大，疏散客流效果差，例如成都2號線百草路、天河路等地鐵站，這些站點具有客流量較小且穩定的特點;雙向進出閘機占地面積小，能夠快速緩解客流，但維護成本高，動線組織更復雜。例如：2號線上的成都東客站，春熙路站點，其客流量整日穩定且巨大，采用了雙向進出的方式能夠很好的緩解客流壓力，緩解站內擁堵的情況。

（二）按閘機通過方式分常開和常閉閘機，成都地鐵都采用了常閉式閘機，常開閘機在日本得到普遍的使用。每個地鐵站點的實際運營情況不同，在實際的運用中，一切以各站點的需求為主，再根據實際情況應用相符合匹配的閘機類型。根據《地鐵設計規范》，非接觸式IC卡三桿式和門扉式閘機的理論最大通行能力分別為1800人次/h和2100人次/h [10] 。

三、依據各大成都地鐵站客流量進行的閘機數量配備

進行閘機數量配備可以閘機利用率為依據，基于此，可以看出閘機的具體通過情況并作為閘機數量增減的判斷。若閘機的通過率大，表明乘客對該閘機的使用更頻繁，在客流量壓力過大時容易出現擁堵排隊現象。在早晚高峰時刻，若閘機組的利用率均較高時，則很有必要增加閘機的數量，反之，若閘機組的利用率均較低時，有必要減少閘機數量。通過對成都各大地鐵站點的調研發現，許多站點的閘機數量配置都存在不合理的情況，主要表現為：進出站閘機總體數量偏少導致服務能力不足，造成長時間的擁堵;進出站閘機總體數量偏多，造成服務能力剩余，浪費成本;進站閘機數量過多，出站閘機過少;進站閘機數量過少，出站閘機過多的情況。地鐵站閘機利用率的計算公式為[11] ：

閘機利用率 = 單位時間內閘機的服務人數/單位時間內閘機的設計通行能力

經過我們小組成員對現場調研發現，在早晚高峰時刻，成都2號線犀浦地鐵站、天府廣場、春熙路、東客站等站點均存在閘機利用率較高的情況，有時會出現擁堵、混亂現象;而太平園地鐵站、金周路、百草路等站閘機組利用率普遍偏低，出現閘機服務力富余的情況。經過對以上站點的檢驗，該公式能夠很好地反映地鐵站閘機數量配置的合理性。

四、基于成都各大地鐵站客流流線的閘機布局配置

（一）根據進出閘機的功能進行布局

1.進出閘機混合布局：即進站閘機與出站閘機混合布置，可分為同進異出類布局、同出異進類布局、同進同出類布局如表2。該種閘機布局模式所占地面積較小，但流線組織較為復雜，客流量過大會造成動線的沖突，適合客流量較小且平穩的地鐵站點，例如成都2號線天河路地鐵站，該站位于2號線上的一個非核心站，周邊商鋪較少、人流量較小，且站廳面積很小，根據實際情況合理利用有限的站廳面積，適合采用混合布局方式;

2.進出閘機獨立布局：獨立布局，即一套進出站閘機系統與另一套進出站閘機系統獨立開，且進站與出站閘機錯落布置，互不受干擾。該種閘機布局模式流線組織更加單一，乘客不易產生流線的沖突，但占地面積更大，對地鐵站廳的面積要求比較高，適用于站點周圍性質較復雜、各出口相距較遠、客流量較大的站點，例如成都2號線天府廣場地鐵站，該站點是1號線和2號線的換乘站點，該站點承載了大量的客流，因此根據天府廣場的實際情況，采用各閘機系統相互獨立設置的形式。

現我們小組分別對天府廣場、犀浦地鐵站、太平園地鐵站進行了測試，我們3名人員首先進行了合理分工，1名同學負責站點平面布局的測畫、1名同學負責視頻的拍攝和測試人員的選定、另外1名同學負責記錄通過時間;其次，我們隨機選定了3名乘客分別在高峰時刻進行測試，測出每個人通過閘機的絕對時間及通過閘機相對時間。天府廣場采用獨立布局的形式，且進出站閘機錯落開來，不產生動線上的沖突，乘客A從距離閘機口5m處出發，能夠在15秒快速通過閘機進站口，且在22秒通過閘機出站口;犀浦地鐵站采用的是混合布局-同進同出的方式，乘客B從距離閘機口5m處出發，最快在27秒通過閘機進站口，且在25秒通過閘機出站口;而太平園地鐵站采用的混合布局-同進異出的方式，乘客C從距離閘機口5m處出發，最快能在38秒通過閘機進站口，且在32秒通過閘機出站口。因此，在客流量較大的站點，采用進出閘機獨立布局的方式且錯落擺放，更利于客流在短時間內疏散。

（二）按照進出閘機的擺放形式進行布局

1.直線式：直線式布局方式即各閘機呈水平方向整齊排列，保持在同一條直線上，成都2號線犀浦地鐵站的布局方式，其占地面積較小，可普遍應用至各中、小客流站，但對于潮汐性明顯、客流壓力巨大的站點而言，該種布局容易造成閘機利用度不均衡，往往出現近處閘機前擁堵、混亂現象。

2.傾斜式：傾斜式布局即閘機的布局方向呈一定角度，其方向與客流來向保持一致。主要是通過對閘機角度的調整，增加了乘客的個人所占空間，來改善近端閘機前擁堵的情況，成都3號線太平園地鐵站的布局方式。這種布局方式在香港地鐵站內較為常見，其占地面積較大，通常用在人流量巨大、站廳面積較大的站點。

3.凹凸式：凹凸式即閘機的布局呈現高低錯落的形式，其主要目的是改善近端閘機擁堵的情況，成都2號線春熙路的布局方式，該站點是地鐵2號線、3號線、7號線的換乘站，且附近商業網點700家，客流壓力巨大，故采用此種布局有利于改善客流瓶頸的局面。主要是通過對閘機位置錯落分布進行調整，來引導乘客快速進出閘機，對于緩解高峰時刻客流具有很好的效果。這種布局方式占地面積較大，通常用在潮汐客流車站、穩定大客流車站。

五、設計實踐—以成都地鐵2號線犀浦地鐵站為例

（一）實例分析：依據上述地鐵閘機配置方法，現對成都2號線犀浦地鐵站進行實例分析。犀浦地鐵站位于城西郫都區，該站點為2號線西端的起點站，站點周邊緊鄰高校和住宅區，客流量巨大，其站內經常出現擁堵、混亂的現象，因此，對其站點的優化迫在眉睫。

我們小組對犀浦地鐵站周圍的乘客進行了問卷調研，大多數人認為犀浦地鐵站的閘機設置存在嚴重問題，55%認為進站閘機的數量過少，站內經常出現擁堵的情況;30%認為站內動線存在沖突，比較混亂;18%認為單向進出閘機不如雙向進出閘機方便;只有2%沒有困惑;因此，下面就犀浦地鐵站閘機配置方面進行具體分析，并提出了改變閘機數量、類型，優化閘機布局的方案。犀浦地鐵站是常規的矩形站廳，在西南、東北側設有A、B兩個口。站廳內共設置了24臺閘機，其進站閘機設9臺、出站閘機設有15臺：

1.該站點閘機類型為門扉式阻擋，且為單向進出閘機，閘機前經常出現擁堵的情況;2.在閘機數量方面，經過與地鐵站工作人員的深度溝通，我們小組獲取了犀浦地鐵站進站閘機單位時間內服務人數的數據，從而根據閘機利用率的公式進行計算，以單位時間內單個進站閘機設計通行能力為2100人/h，最終得出早高峰單位時間內各進站閘機的利用率分別為57.5、53.5、45.3、40.6、39.6、38.2、38.2、42.6、52、64.2、65.8，具體如表2，總體表明，各組閘機的利用率均偏高，出現閘機服務力不足的情況，應該增加閘機的數量。

3.通過對站點平面布局的繪制發現，該站點的閘機布局形式為單一的直線型，且進出站閘機混合布置在一側，在早晚高峰時刻很容易導致閘機前人群擁堵的情況;

（二）解決方案：根據犀浦地鐵站閘機配置現存的問題，主要從閘機類型、數量和閘機布局方面進行優化：

1.根據閘機利用率計算公式得出，進站閘機的利用率普遍偏高，因此應該增設進站閘機的數量，且閘機類型設為雙向進出的方式，這樣可根據客流量的大小靈活地進行調節;

2.根據犀浦地鐵站特征，具有典型的潮汐性客流特點，站廳內乘客動線沖突嚴重，站內多達8處的交叉點，具體如圖2，因此采用各套進出閘機系統獨立開來的方式，分為A、B兩套進出站閘機系統，即一套進出閘機的布置與另外一套獨立開互不受干擾，如圖4;

3.為緩解圖3中近端閘機排隊率過高的情況，將閘機進行凹凸型進行布置，將近端閘機靠里布置，遠端閘機組靠外布置，如圖4優化方案，一方面可以擴大閘機的等候區域，緩解客流大量擁堵的現象;另一方面可以增加遠端閘機的使用率，從而提高閘機均衡利用率;

結論

合理的地鐵閘機配置是提高乘車效率、提升乘客出行體驗的一個重要因素。通過對地鐵站閘機的類型、設置的數量以及閘機的布局進行合理的配置，對快速疏散客流有著極其重要的作用。不同地鐵站點有不同的客流特征，我們在進行地鐵閘機配置時應該進行具體的思考，以其客流特點、客流量、客流動線為依據，以科學的、具體的思路為指導，進行閘機類型、閘機數量、閘機的平面布局的設計。最后以成都市犀浦地鐵站為例提出了閘機配置的優化方案，從而為成都新線的閘機配置提供一些參考。