解決動態環境下地鐵換乘方式優化問題的研究

□ 孫佩茹

(武漢科技大學， 湖北 武漢 430070)

近年來，我國經濟保持高速發展，城市人口數量也在逐漸增多，給城市交通發展帶來了一定的壓力。優化城市交通成為解決交通問題的關鍵。

地鐵車站是地鐵線網中的重要樞紐，為乘客們提供升降乘坐、候車等待、換乘路線等服務，是地鐵交通網絡連接外界的樞紐，也是市民直接體驗地鐵服務的方式。地鐵換乘站復雜程度相較于普通車站更高，換乘站一般是兩條或多條路線交匯站點，站內客流量大，管理難度也較高，換乘車站的服務水平高低會影響地鐵線網的運營水平。因此，對現有的換乘方式進行分析，在基于乘客滿意度的條件下，對現有換乘方式進行優化是很有必要的。

1 國內現有換乘方式

城市軌道交通是市民出行的主要方式之一，其運營水平也是城市經濟實力、市民生活水平、城市化發展狀況的象征。根據地鐵交通網絡的規劃路線，現有的地鐵換乘方式主要是節點換乘、站廳換乘、通道換乘、平行換乘、同臺換乘、出站換乘[1]。

1.1 節點換乘

節點換乘是地鐵換乘中最常見的方式，其通過兩個車站站臺間的短樓梯引導乘客完成換乘。在實際地鐵站設計中，多采用一字形、十字形、島側式或側側式站臺組合的方式，這樣可以使換乘距離與換乘時間較短。在這種換乘模式中，乘客在某地鐵站點下車沿路線再進入另一條地鐵線路，有效提高了換乘效率。但是在多數的地鐵換乘站中，因為線路規劃，兩條地鐵線并不是完全平行的，這時便需要乘客借助步梯或電梯完成換乘操作，這樣的站點一般需要設計換乘站廳和路線指示牌，引導乘客快速完成換乘。

1.2 站廳換乘

站廳換乘是指多條地鐵線路共用站廳，或兩車站間相互連通形成統一的換乘大廳。出站與換乘的乘客都需要經過該站廳，然后根據相關導向標志引導出站或走到另一個站臺繼續乘車。這樣的設計能提高乘客換乘的行進速度，減少換乘乘客滯留人數，避免了站內擁擠的情況。但是相應的也有不利的情況，這樣的換乘方式因為線路規劃較長，會增加乘客的換乘距離，不能合理地減少乘客的換乘時間，同時也會出現進出站乘客交叉干擾的情況[2]。

1.3 通道換乘

通道換乘一般適用于不相鄰的兩座或多座車站，在每個車站之間使用通道相連接，供乘客換乘[3]。連接通道的設計方式多樣，通道寬度由車站客流量決定，通道長度一般不超過100米。通道換乘后期線路規劃的靈活性較大，預留的規劃空間也較大，適用于分期施工的線路規劃。對于一線城市巨大的客流壓力，這種換乘方式設計有利于分散換乘壓力，降低車站管理難度。但是由于通道換乘距離較長，乘客換乘體驗不佳，并且會增加相應的工程造價。

1.4 平行換乘

平行換乘可以通過不止一個換乘通道進行上下換乘，這種換乘方式可以承受更大的客流量。但是為了能構造這樣的換乘形式，兩條線路必須調整至平行位置，這樣既占空間又致使本是在一條線上的線路必須繞路才能構造出這樣的站臺。綜合來講，這種換乘方式在中心城區并不推薦。

1.5 同臺換乘

同站臺換乘也稱“零距離換乘”，是將兩個軌道系統的四條線路分別兩兩合用一個島式站臺，使兩條軌道系統的部分乘客實現同站臺換乘。一些火車站對于時刻較近的列車也常采用同站臺換乘或經過地下通道不出站換乘[4]。這種換乘方式十分方便，但是需要兩條線路同期施工，工程項目量較大。

1.6 出站換乘

出站換乘是針對不具備物理連接收費通道的換乘車站而增加的一種特殊換乘方式，即持交通卡乘客在規定的時間間隔內，從規定站點出站并換乘同站另外一條地鐵站線[5]。乘客不能在站內實現連續換乘，必須出站后再進行換乘。這需要乘客提前規劃好出行路徑，選擇恰當的換乘地點完成換乘。

2 換乘方式的優化思路

本研究對乘客出行特征這一動態因素進行討論分析，提出有針對性的優化交通換乘方式的設計意見。下面分別從時間、換乘次數和換乘銜接方式三個方面進行優化。

2.1 減少出行時間的換乘方式優化配置

伴隨著城市地鐵建設規模的擴大和運營線路網的增加，乘客出行過程中在不同地鐵線路之間換乘將變得十分普遍，面對客流量增大的難題，地鐵線路固定原始發車頻率遠遠不能滿足乘客要求。所以將地鐵各條線路連接起來，系統規劃配合乘客出行特征的發車頻率，是很有必要的。

地鐵發車時刻表優化可從節能優化、協同優化、同步優化等方向入手，基于大數據模型對地鐵乘客客流進行分配。地鐵發車時刻表的優化變量是地鐵的區間運行時間，其他因素如停站時間、地鐵發車間隔和數量也需要考慮到設計模型中[5]。根據統計得到的信息數據，對地鐵發車采取更加科學高效的管控方式，根據不同站點的乘客數據分布情況，在相應客流高峰期盡可能地提高地鐵發車頻率，有效減少乘客的候車等待時間，提高乘客的換乘效率，進而緩解高峰期的巨大客流量給車站帶來的管理壓力。

在單線條件下，地鐵運營計劃通常依據線路的客流特征而定。不同時間段的斷面客流決定了不同時間段的發車間隔，高峰時期的最大通過能力由地鐵高峰期的斷面客流決定[6]。在多線條件下，地鐵運行線路編制較為復雜，需要考慮換乘車站，尤其是大型換乘樞紐的運營計劃[6]。特別需要說的是，在地鐵客流量較大時，車站發車時間編制需要考慮避開上下兩列線路的發車時刻，避免在站臺出現多方向線路地鐵同時到站的情況，以減少乘客在站內的停留時間。

2.2 減少換乘次數的換乘方式優化配置

在出站換乘中，由于換乘設施的不連續性需要乘客進行連續換乘。在大型地鐵線路換乘節點處，車站售檢票系統的合理布局也是保證車站順利運營、客流快速疏散的重要手段之一。在車站售檢票設備布局時需要考慮到多種因素的影響。

①乘客便利型。乘客是車站運營中的主要服務對象，設計滿足乘客出行便利的售檢票系統，不僅能使車站人流通暢、在最短時間完成疏散操作，而且能提高系統的運營效率?；谑枭⒖土鞯哪康?，設備的布局還要滿足不同乘客的出行特征，減少不同客流類型在進出站處出現交叉擁擠的情況。

②管理便捷型。地鐵大型換乘節點處也是地鐵運營管理的重要考慮對象。售檢票設備的布局不應太過于分散或者集中，太過分散不利于形成車站網絡式管理，增加人力資源的浪費，反之則不利于有效的客流疏通。

③資源友好型。對于長遠角度的軌道交通規劃來說，地鐵換乘站的規模較大，需要考慮到周邊設施環境、各個出站口客流量和乘客時間分布走向。一般來講，進站設備與售票設備不應相隔太遠，對于大規模的站廳換乘，需要系統地考慮設備布局，而不是選擇獨立地進行設施配備。

2.3 考慮換乘銜接方式的優化配置

在分析乘客換乘次數時需要考慮到乘客的“銜接換乘”[7]。銜接換乘是指軌道交通與其他出行方式之間相連接的換乘方式。乘客的銜接換乘行為與地鐵站的種類有關。根據地鐵站周邊環境，將其分為商業型、居民型、商住混合型、景點型、其他型幾大類，分別就幾種不同環境類型的地鐵站對乘客銜接換乘方式進行分析。

2.3.1 商業型地鐵站

地鐵站點周圍建筑以商務辦公區域和購物中心為主，一般位于城市中心地帶。從整體出行角度來看，地鐵進出站乘客一般以購物休閑為主，在上下班時間點會有通勤乘客通過。商業型地鐵站的乘客更多是出于便捷出行的需要，傾向選擇高效省時的出行方式，通常不會駕駛私人出行工具出門。

2.3.2 居民型地鐵站

居民型地鐵站周圍以居民區為主，地鐵出行人流大多以居民為主，這類地鐵站點服務性較強，需要滿足各類乘客對于出行的要求，并且站點設計更富生活氣息，彰顯城市風貌。居民型地鐵站乘客出行相較于其他類型乘客更具靈活性，他們根據不同的出行特征選擇出行方式。

2.3.3 商住混合型地鐵站

商住混合型地鐵站即融合商業型和居民型兩種地鐵站的特征，既滿足購物休閑需求和上班通勤，又滿足居民平時出行的需要。這種地鐵站的換乘設計需要綜合考慮影響因素，系統地提出相應的優化方式。

2.3.4 景點型地鐵站

景點型地鐵站周邊以景區觀光點為主，此類地鐵站在節假日的人流量比工作日多得多，滿足了乘客對于出行休閑的需要。

2.3.5 其他型地鐵站

其他型地鐵站指不屬于上述四類地鐵站分類方式的地鐵站類型，此類地鐵站一般受眾相對較少，乘客出行換乘量較小，可以點對點有針對性地解決乘客換乘問題。

3 地鐵換乘方式的改善措施

基于乘客滿意度[9]的條件下，站內換乘站的管理組織以滿足乘客安全、高效、便捷換乘的需求為目的。根據聚集人群特點[9]考慮換乘方式的優化，從聚集人群的主體特征和客體特征等角度，對乘客在時間、空間、信息交互三個因素進行分析，了解不同情況下乘客的不同需求，以期分析并設置合理的換乘設施，提高乘客的出行換乘效率。

地鐵換乘方式優化滿足了站城空間一體化、高效性、高效益和集約化的需要[10]。對地鐵網絡式線網規劃和換乘方式優化需要結合空間組織形式、客流量和車站換乘比例等客觀條件。本文將從以下幾個方面討論關于地鐵換乘方案的優化設計。

3.1 換乘空間組織優化方案

考慮到現有的車站換乘通道都是與換乘站點相對而建的，不是呈對稱式分布在同一側。這樣的設計安排雖然在理想條件下減少了換乘乘客的換乘時間，但是考慮到地鐵換乘時人群的復雜流動性，面向換乘站口與非換乘站口之間形成了多條路線交匯的情況，在客流量較大時，車站人流并不易快速疏通。

針對此類換乘站點與站廳步行區域出現人流交互影響的問題，可以選擇改變換乘通道的面向方向，避免和其他進出站口的路線規劃產生沖突，通過減少人群的交匯點優化換乘方案。

3.2 站廳空間區域劃分優化方案

將地鐵換乘樞紐按照擁擠區域劃分為排隊區和集散區[11]。對比城市不同換乘樞紐站點的空間設計，部分站點將站廳集散區阻隔成多塊區域線，并且換乘乘客流動路線規劃較為單一，當車站換乘站點較少時，未與換乘站點相連接的集散區人群需要步行較長線路才能完成換乘，這樣容易形成人流阻塞。

針對這種由于集散區空間隔斷造成單一換乘站口客流壓力較大的情況，可以考慮將車站集散區連通。因為換乘通道的長度無法改變，所以考慮在站廳集散區采用多樣化連通方式，解決換乘人流分布在站廳一側，形成出口堵塞的情況。

3.3 換乘通道優化方案

上文提到的換乘路線與其他客流行進路線產生交匯的情況，可以考慮將換乘通道從同平臺路線中提取出來，設置升降式換乘的獨立通道，避免客流路線出現過多交叉點，同時解決車站設施資源配比不均衡的問題。換乘通道是站內換乘的必經通道，換乘通道內的環境和設計長度直接影響了乘客換乘時的體驗感。受換乘空間中封閉環境和人流密集的影響，乘客容易出現一定的心理壓力。在封閉空間內可運用有特點的導向標識和符號引導乘客順利快速完成乘車和進出站，這些設計標識對于外來人員和老年人尤為重要，即運用合適的視覺傳達設計優化地鐵換乘中的導向設計[12]。

3.4 車站管理優化設計

車站運營方需要清楚各個站點和不同時間段的客流情況，對于客流量較大的站點和時間重點觀察管控，在空間允許的條件下增加自助服務設備，降低乘客的換乘等待時間；基于不同乘客的需求，設置滿足客流量的高效通道；在站廳和站臺處安排工作人員分散引導上下車的乘客，避免出現交叉擁堵，確?？土靼踩行蛄鲃?。

4 結論

本文從國內現有換乘方式入手，分析現有的換乘方式的優缺點，基于乘客滿意度的條件下，提出幾點優化換乘思路，并討論不同情況下車站優化換乘設計方案。隨著城市軌道交通從單一化向網絡化發展擴大，大型換乘站點的綜合運營情況和站內設施布局合理度逐漸成為地鐵運營商關注的重要問題。地鐵換乘運營受到地鐵發車時間、乘客出行特征、地鐵線路分布情況、地鐵實際行使情況等多種因素影響，換乘方式優化的難度也隨之增大。在后續的研究過程中，這些不定向變化因素都應該成為換乘優化的討論對象。