周慧欽

（南昌汽車機(jī)電學(xué)校，江西 南昌 330001）

0 引言

城市軌道交通具有節(jié)能、不占地面空間、大運(yùn)量、全天候、無污染、獨(dú)立專軌的特點(diǎn)，在已建成的城市中成為公共交通系統(tǒng)的中堅(jiān)運(yùn)輸力量，承擔(dān)城市中很大一部分的城市客流周轉(zhuǎn)量。方便、高效、大容量的軌道交通線路是一種線性設(shè)施，其運(yùn)載乘客的交通工具需要在特定的地點(diǎn)停駐，乘客在交通工具停駐時(shí)乘車或下車，該地點(diǎn)被稱為軌道交通站點(diǎn)，這是乘客旅行的起始點(diǎn)、換乘點(diǎn)和目的地，是每一段交通旅程的中心位置。車站站臺(tái)在車站中起重要作用，它是軌道交通中乘客乘降列車的主要場所，也是乘客的候車空間。軌道交通作為大運(yùn)量公共交通，乘客在其中的交換量很大。因此，車站站臺(tái)承載乘客的能力對運(yùn)營組織具有重要影響。準(zhǔn)確評估車站站臺(tái)能力對優(yōu)化列車運(yùn)營組織、提高站臺(tái)服務(wù)水平、保障乘客安全具有重要意義。當(dāng)前，相關(guān)研究大多是針對地鐵建設(shè)初期。車站設(shè)計(jì)是基于計(jì)算客流量可用車站尺寸進(jìn)行施工建設(shè)［1］，未形成系統(tǒng)的評估體系就現(xiàn)有車站的使用情況對使用車站的能力進(jìn)行分析，難以為今后的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。城市軌道交通工程普遍工期緊、任務(wù)重，加上一些設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)指標(biāo)體系不健全［2］，造成車站建設(shè)過程與后期發(fā)展延展性不符，需要再次擴(kuò)容。由于部分車站建造時(shí)間較早，已不能滿足現(xiàn)在日益增長的客流量，造成車站內(nèi)客流擁擠，極易產(chǎn)生踩踏事件等事故，引發(fā)安全問題［3］。本研究通過建立系統(tǒng)的車站站臺(tái)能力評估框架，幫助建設(shè)時(shí)期的車站規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行站臺(tái)客流通過能力評估，為建好車站的改造擴(kuò)建提供施工依據(jù)，為車站正常運(yùn)營和管理提供條件。

1 車站站臺(tái)能力評估體系

車站作為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)施之一，其功能是為乘客上下車、換乘及等待交通工具提供便利的環(huán)境，所以必須在滿足乘客便捷、迅速和安全進(jìn)出站的前提下，保證其照明、通風(fēng)、衛(wèi)生、防災(zāi)等設(shè)施正常運(yùn)行，以創(chuàng)建舒適且清潔的環(huán)境。車站設(shè)計(jì)應(yīng)考慮足夠的空間用于存放主要的技術(shù)設(shè)備，從而助于運(yùn)營管理系統(tǒng)的正常運(yùn)作，確保城市軌道交通平穩(wěn)運(yùn)營。對城市軌道交通系統(tǒng)而言，車站的主要部分通常包括主體結(jié)構(gòu)、出口、入口和通道、通風(fēng)道、亭子及其他相關(guān)設(shè)施。

城市軌道交通的站臺(tái)被設(shè)計(jì)為供乘客上下車和暫時(shí)等待車輛的地點(diǎn)，也是列車停靠的地點(diǎn)，還是處理運(yùn)營任務(wù)和設(shè)立運(yùn)營設(shè)備的場所，擁有類似大廳和走廊的容納和疏導(dǎo)作用。在面對大量客流的時(shí)候，站臺(tái)的服務(wù)可能會(huì)受到相鄰的樓梯、電梯等設(shè)施的影響。同時(shí)，車輛的編組數(shù)量也將影響車站站臺(tái)的承載量，影響車站站臺(tái)能力的因素主要包括車站站臺(tái)的布置形式及站臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸。

2 車站平面布置原則

通常，車站布置有一定的原則，包括以下幾個(gè)方面：①根據(jù)出入口、樓梯扶梯、票務(wù)系統(tǒng)的分布和數(shù)量及乘客轉(zhuǎn)乘需求，對站廳層進(jìn)行區(qū)域劃分，從而有效地調(diào)配客流，盡可能降低客流沖突。此外，需確保設(shè)備和管理用房的適當(dāng)配備，以滿足各系統(tǒng)的技術(shù)需要。②依據(jù)車站雙向遠(yuǎn)期高峰時(shí)間內(nèi)的設(shè)計(jì)客流量決定站臺(tái)的寬度，同時(shí)按照路線方向和換乘需求設(shè)定站臺(tái)的形狀。此外，根據(jù)車站的需求進(jìn)行設(shè)備或管理房間的配置。③在城市廣場周圍或道路兩旁的紅線外邊，應(yīng)放置車站的進(jìn)出口標(biāo)志，該處設(shè)置需滿足設(shè)有辨識度高或具有標(biāo)志性的特點(diǎn)，以便于吸引乘客。具備條件的進(jìn)出口可考慮融入地面行人過街功能。入口和出口的尺寸應(yīng)能適應(yīng)長期預(yù)估的客流需求，并考慮與其他交通方式切換及大型公共建材接駁而產(chǎn)生的客流需求。④主要的車站設(shè)施應(yīng)該包含自動(dòng)扶梯電梯、票務(wù)設(shè)備及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等。

3 站臺(tái)形式

城市軌道交通的站臺(tái)形式主要有島式、側(cè)式及島側(cè)混合式3種（如圖1所示）。

圖1 站臺(tái)布置形式

3.1 島式站臺(tái)

島式站臺(tái)，車站設(shè)在往返行車線路之間，常用島式站臺(tái)的名稱描述這種設(shè)計(jì)布局，具體如圖1（a）所示。島式站臺(tái)是一種常見的站臺(tái)類型，其主要優(yōu)點(diǎn)在于站臺(tái)使用效率較高，能有效地管理客流，同時(shí)乘客在途中也可以方便地調(diào)整行進(jìn)方向，不需要通過樓梯或通道前往對應(yīng)的站臺(tái)。島式站臺(tái)還具有管理集中和站臺(tái)空間充足等優(yōu)點(diǎn)，因此常被用于客流較大的站點(diǎn)。但是，該類型站臺(tái)也存在一些缺點(diǎn)，如在站臺(tái)的兩側(cè)會(huì)形成類似喇叭口的形狀，火車在進(jìn)出站點(diǎn)時(shí)需要通過一個(gè)“S”形的反式雙向曲線，在相同列車編組的站臺(tái)長度中，島式站臺(tái)的長度通常比側(cè)式站臺(tái)長，一旦站臺(tái)建設(shè)完成，如果后期根據(jù)客流增長和區(qū)域發(fā)展需求要擴(kuò)展站臺(tái)的面積或延長站臺(tái)長度，相當(dāng)困難。

3.2 側(cè)式站臺(tái)

兩側(cè)式站臺(tái)設(shè)置在行駛路線的上行和下行兩邊，通常被稱為側(cè)式站臺(tái)，如圖1（b）所示。側(cè)式站臺(tái)也是常用的車站形式。在側(cè)式站臺(tái)，乘客的出行沖突很少，這是因?yàn)檎€運(yùn)行和站臺(tái)進(jìn)出線軌間沒有設(shè)置喇叭口，使站臺(tái)建設(shè)和改造更加經(jīng)濟(jì)便捷。然而，側(cè)式站臺(tái)的使用效果不能令人滿意，調(diào)節(jié)客流成為難題，如果旅客需要中途更換目的地，他們需走過地下隧道、候車大廳或使用臨時(shí)設(shè)立的階梯平臺(tái)進(jìn)行換乘轉(zhuǎn)車。由于側(cè)式站臺(tái)的管理相對分散，平臺(tái)空間沒有島式站臺(tái)寬敞，因此它更適合雙向客流量相對持平或客流量較小的站點(diǎn)。

3.3 島側(cè)混合式站臺(tái)

側(cè)式站臺(tái)與島式站臺(tái)在同一車站內(nèi)的結(jié)合為側(cè)島混合式站臺(tái)，如圖1（c）所示。島側(cè)混合式站臺(tái)設(shè)置的主要目的是讓兩邊的站臺(tái)都可以方便地轉(zhuǎn)車或列車返回。島側(cè)混合式站臺(tái)，可以設(shè)定為一島一側(cè)的形式，或者一島兩側(cè)的模式。

4 站臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸

站臺(tái)的寬度需要參照車站上行和下行的最高客流量進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，并按照路線的方向和轉(zhuǎn)換的需求設(shè)定站臺(tái)的形狀。依據(jù)站臺(tái)寬度的計(jì)算公式，檢驗(yàn)站臺(tái)能力與乘降量是否匹配。

根據(jù)我國《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157—92），設(shè)定最小的站臺(tái)寬度以確保滿足地鐵站正常運(yùn)營及安全撤離的要求，詳細(xì)信息見表1。通常在設(shè)計(jì)階段，主要根據(jù)地鐵站的等級設(shè)定站臺(tái)的寬度，保證基本滿足站臺(tái)寬度的計(jì)算要求。

表1 車站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

4.1 站臺(tái)長度

站臺(tái)長度可以以站臺(tái)計(jì)算長度及站臺(tái)總長度兩種方式定義。站臺(tái)計(jì)算長度疊加了未來列車的總編組長度及列車在停站時(shí)的偏移距離（額外距離）。站臺(tái)總長度是加總每邊站臺(tái)的長度，包括站臺(tái)計(jì)算長度和站臺(tái)兩側(cè)車站用房的長度，具體長度取決于房間設(shè)置的位置和從站臺(tái)進(jìn)入房門所需的位置。對輕軌列車，停車附加距離可取4 m左右，即

公式（1）中：L代表站臺(tái)有效長度；l表示城市軌道交通車輛的總長度（包括掛鉤部分），單位為m；n表示車輛連掛節(jié)數(shù)。

列車通常采用4 節(jié)編組、6 節(jié)編組和8 節(jié)編組的形式，列車編組直接決定車輛的總體長度，也決定了車站站臺(tái)的長度對于6～8節(jié)的遠(yuǎn)期列車編組適配的城市軌道交通系統(tǒng)來說，其站臺(tái)的長度通常為130～180 m。各類車型技術(shù)規(guī)格見表2。

表2 各類車型技術(shù)規(guī)格

4.2 站臺(tái)寬度

確定站臺(tái)的寬度，主要依據(jù)車站未來預(yù)期的高峰期客流量、列車的運(yùn)行頻率、結(jié)構(gòu)剖面設(shè)計(jì)、站臺(tái)設(shè)計(jì)、站內(nèi)布局及樓梯和自動(dòng)扶梯的位置等因素。島形站臺(tái)設(shè)計(jì)中，樓梯和自動(dòng)扶梯順著站臺(tái)中心布局，同時(shí)兩旁設(shè)置了側(cè)站臺(tái)。站臺(tái)設(shè)計(jì)長度覆蓋的面積必須滿足遠(yuǎn)期乘客乘車、下車、候車，以及進(jìn)入和離開車站通道所必需的面積需求。因此，可以依據(jù)站臺(tái)寬度計(jì)算公式，檢驗(yàn)站臺(tái)能力與乘降量是否匹配。根據(jù)不同的站臺(tái)形式，站臺(tái)寬度計(jì)算公式如下：

（1）側(cè)式站臺(tái)寬度。

其中：B1表示側(cè)式站臺(tái)寬度，單位為m；M表示超高峰小時(shí)每列車單項(xiàng)上下車人數(shù)；W表示人流密度，按0.4 m2/人計(jì)算；L表示站臺(tái)有效長度，單位為m。

（2）島式站臺(tái)寬度。

其中：B2表示島式站臺(tái)寬度，單位為m；B1表示側(cè)式站臺(tái)寬度，單位為m；C表示柱寬，單位為m；D表示樓梯、自動(dòng)扶梯寬度，單位為m。

一般大型車站島式站臺(tái)寬度為14 m，中型車站島式站臺(tái)寬度為10～12 m，小型車站島式站臺(tái)寬度為8 m。

5 站臺(tái)通行能力

5.1 通行能力的概念

通行能力指在一定的交通條件下，某一距離段單位時(shí)間內(nèi)通過的最大人數(shù)，可分為理想通行能力、實(shí)際通行能力和設(shè)計(jì)通行能力3 種。①理想通行能力：在特定的時(shí)間范圍內(nèi)，考慮理想的交通狀況、控制和環(huán)境因素預(yù)期在某一段距離中，合理且適宜地期待通過人群的最高流動(dòng)速率。②實(shí)際通行能力：在特定時(shí)間、具體的交通、管理和環(huán)境狀況下，對某一段路程合乎邏輯且合理的期待最大的人流率。③設(shè)計(jì)通行能力：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和特定的交通、管理和環(huán)境狀況下，一定的路段長度匹配某一級別的服務(wù)水平的流通容量。

城市軌道交通車站站臺(tái)能力是乘客從站臺(tái)層樓梯口走到屏蔽門前候車的距離在單位時(shí)間內(nèi)通過的最大人數(shù)。在列車到達(dá)或者離開車站時(shí)，車站站臺(tái)都會(huì)聚集大量的客流進(jìn)行上車或者下車，車站站臺(tái)的通行能力越大，表示站臺(tái)發(fā)生人流擁堵的可能性越小，體現(xiàn)了站臺(tái)的使用能力，因此成為車站站臺(tái)評估的一個(gè)重要因素，也反映了城市軌道的交通事故疏散能力，當(dāng)城市軌道交通發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)及時(shí)地將大量乘客由車站站臺(tái)層疏散到站廳層，并向地面疏散。取不同的人群樣本，如行走速度較快的年輕人、行走速度中等的中年人和行走速度較慢的老年人，采集不同人群從樓梯口走到屏蔽門所用的時(shí)間，計(jì)算乘客走行速度的平均值，最終計(jì)算出車站站臺(tái)的通行能力，繪制通行能力圖，用于分析乘客在站臺(tái)的通行能力，計(jì)算公式如下：

其中：N表示車站站臺(tái)的通行能力，單位為人/min；A表示t時(shí)間內(nèi)站臺(tái)通過的人數(shù)，單位為人；t表示單向列車乘客通過站臺(tái)到達(dá)站廳的時(shí)間，單位為min。

5.2 站臺(tái)通行能力的主要影響因素

站臺(tái)通行能力的主要影響因素包括站臺(tái)尺寸、列車間隔時(shí)間、樓梯、通道的通行能力、站臺(tái)環(huán)境及人為因素的度量標(biāo)準(zhǔn)。

6 車站站臺(tái)服務(wù)水平

6.1 服務(wù)水平的定義

基于主觀評估制定行人服務(wù)等級標(biāo)準(zhǔn)，考慮的因素包括每個(gè)行人所需的空間、流動(dòng)速度及流量。

在美國的《道路通行能力手冊》（簡稱HCM20000）里，對行人通行服務(wù)水平的解讀為刻畫步行者感受服務(wù)品質(zhì)的一類準(zhǔn)則。這些標(biāo)準(zhǔn)通常會(huì)依據(jù)每個(gè)人所占據(jù)的空間面積、可能獲得的行走速度、行人的自由度、超過他人和穿越人流的可能，以及安全和舒適度的表現(xiàn)衡量行人通行服務(wù)的水平。

對于乘客在軌道交通環(huán)境中，如進(jìn)出站及換乘過程中通過乘客交通設(shè)施所產(chǎn)生的服務(wù)質(zhì)量感知，用以定義軌道交通乘客通行服務(wù)水平的準(zhǔn)則［4］。城市軌道交通車站站臺(tái)通行能力的分析往往是和服務(wù)水平分析緊密結(jié)合在一起的。衡量站臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)和乘客體驗(yàn)服務(wù)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之一就是服務(wù)水平，通常會(huì)依據(jù)客流數(shù)量、列車間的時(shí)間差、舒適度和便利度等因素設(shè)定服務(wù)水平。服務(wù)水平體現(xiàn)了在特定客流環(huán)境中，車站提供的運(yùn)行服務(wù)的質(zhì)量水準(zhǔn)。車站站臺(tái)通常設(shè)置樓梯、扶梯、屏蔽門、線路示意圖、列車到達(dá)信息、城市軌道交通系統(tǒng)換乘信息、座椅和安全提示等基礎(chǔ)設(shè)施，用于服務(wù)乘客，滿足乘客的乘降需求，提高站臺(tái)環(huán)境、乘客候車舒適度及滿意度。因此，車站站臺(tái)的服務(wù)水平體現(xiàn)了城市軌道交通車站站臺(tái)的能力。

6.2 服務(wù)水平分級

行人設(shè)施的通行服務(wù)水平是衡量行人交通流運(yùn)行條件及行人感受的服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)，可以根據(jù)交通量，以及行人的速度、密度、超越他人的可能性、舒適度和便利程度等指標(biāo)確定通行服務(wù)水平［5］。HCM2000中對各級行人通行服務(wù)水平的劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：①A級。步行者按照期望的路線前進(jìn)，并不會(huì)因?yàn)橥啡说男袨槎淖冏约旱膭?dòng)向。步行者可以根據(jù)個(gè)人意愿選擇行走速度，并且步行者間不會(huì)產(chǎn)生碰撞。②B級。步行者擁有充足的空間，自由地決定行走速度，超過他人，或是規(guī)避沖突。在這個(gè)階段，步行者開始意識到其他人對他們的影響，當(dāng)他們選擇路線時(shí)能感覺到其他人的存在。③C 級。步行者擁有充足的空間以常規(guī)的步行速度繞行他人，而在原有的行進(jìn)路線上交錯(cuò)行走時(shí)，只會(huì)出現(xiàn)輕度的沖突。同時(shí)，每人占用的空間和移動(dòng)的流量略有下降。④D 級。步行速度與避讓他人的自主性受到束縛，跨越或逆向行走會(huì)引發(fā)沖突的可能性極高，頻繁地調(diào)整速度與位置成為常態(tài)。這種服務(wù)水平制造了合適的人流流動(dòng)，然而人與人之間可能發(fā)生碰撞或者干預(yù)。⑤E 級。行人正常行走的速度實(shí)質(zhì)上是被限制的，必須不斷地改變步伐。對行人來說，空間極其狹窄，只能緩慢挪動(dòng)，無法超過前方的慢行者。在這種情況下，要想穿越人流或者反方向行走幾乎是不可能的。設(shè)計(jì)的人流量接近人行通道的最大通行能力，因此多次出現(xiàn)人流堵塞和中斷的情況。⑥F 級。行人的步行速度受到嚴(yán)重的限制，只能緩慢地前進(jìn)，常常無法避免與其他行人的頻繁碰撞，幾乎無法進(jìn)行交叉行進(jìn)或者反方向行走，行人流動(dòng)會(huì)發(fā)生突變并且不穩(wěn)定，行人的個(gè)人空間更像是在排隊(duì)而不是流動(dòng)。站臺(tái)各級服務(wù)水平交通流特性指標(biāo)見表3。

表3 站臺(tái)各級服務(wù)水平交通流特性指標(biāo)

7 結(jié)語

城市軌道系統(tǒng)屬于城市重要的基礎(chǔ)交通設(shè)施，一旦建成，將會(huì)有很長運(yùn)行周期。雖然城市軌道的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行階段可能顯得相互獨(dú)立，但是前期的設(shè)計(jì)和建設(shè)對其后續(xù)運(yùn)營有著深遠(yuǎn)影響。站臺(tái)是車站的主要建筑，站臺(tái)的能力直接影響車站的客運(yùn)組織及服務(wù)質(zhì)量，因此車站站臺(tái)的設(shè)計(jì)建造在車站建造中具有了非常重要的作用。本文構(gòu)建城市軌道交通車站站臺(tái)能力評價(jià)體系及評價(jià)方法，有助于幫助車站進(jìn)行車站站臺(tái)能力評估，及時(shí)地反映車站能力并進(jìn)行改造擴(kuò)建，為今后更好地進(jìn)行車站運(yùn)營和管理提供條件。本文對城市軌道交通車站通行服務(wù)水平的研究較淺，僅提供部分參考，今后可加強(qiáng)相關(guān)方面知識的補(bǔ)充。