摘 要：【目的】為提高地鐵站廳客流組織效率，以西安地鐵小寨站為典型案例，運用仿真方法，旨在改善高峰時段的客流擁堵狀況，為地鐵站的設(shè)計與運營提供實踐指導(dǎo)和理論支持?！痉椒ā坎捎肁nylogic仿真軟件，構(gòu)建精準(zhǔn)的小寨站客流動態(tài)模型，詳細(xì)模擬高峰時段內(nèi)的客流分布及流動模式。通過精細(xì)化調(diào)整客流引導(dǎo)設(shè)施布局，深入分析并比較不同優(yōu)化方案對客流疏導(dǎo)效果的影響?！窘Y(jié)果】基于仿真試驗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)性地評估了各優(yōu)化方案下的客流分布特征及擁堵狀況改善程度。通過定量分析，提出了一系列行之有效的優(yōu)化措施，核心在于靈活調(diào)整閘機數(shù)量以適應(yīng)不同時段的客流需求，并優(yōu)化出入口設(shè)置以促進(jìn)客流的有序流動?！窘Y(jié)論】研究表明，科學(xué)合理的地鐵站廳客流組織優(yōu)化能夠顯著降低擁堵程度，有效提升乘客通行效率與整體運營水平。所得結(jié)論及優(yōu)化策略對同類型地鐵車站的設(shè)計規(guī)劃與運營管理具有重要的借鑒意義和推廣價值。

關(guān)鍵詞：Anylogic；客流組織；方案對比；仿真優(yōu)化

中圖分類號：U234" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " 文章編號：1003-5168（2025）02-0062-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.02.012

Abstract： [Purposes] In order to optimize the efficiency of passenger flow organization in the subway station hall， this article takes Xi'an Metro Xiaozhai Station as a typical case and uses simulation methods to improve passenger flow congestion during peak hours and provide practical guidance and theory for the design and operation strategies of subway stations support. [Methods] The research uses Anylogic simulation software to construct an accurate passenger flow dynamic model of Xiaozhai Station and simulate the passenger flow distribution and flow pattern in peak hours in detail. By finely adjusting the layout of passenger flow guidance facilities，an in-depth analysis and comparison of the impact of different optimization plans on the passenger flow guidance effect was conducted. [Findings] Based on the simulation experiment data， this study systematically evaluated the passenger flow distribution characteristics and congestion improvement degree under each optimization scheme. Through quantitative analysis， a series of effective optimization measures are proposed. The core is to flexibly adjust the number of gates to adapt to passenger flow needs at different times， and optimize the entrance and exit settings to promote the orderly flow of passenger flow. [Conclusions] This study empirically shows that scientific and reasonable optimization of passenger flow organization in subway station halls can significantly reduce congestion and effectively improve passenger traffic efficiency and overall operational levels. The conclusions and optimization strategies obtained have important reference significance and promotion value for the design planning and operation management of similar types of subway stations.

Keywords： Anylogic; passenger flow organization; scheme comparison; simulation and optimization

0 引言

地鐵作為城市公共交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，其客流組織效率直接關(guān)系到乘客的出行體驗及地鐵系統(tǒng)的整體運營效果。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加速，地鐵站的客流量顯著增加，導(dǎo)致客流組織問題愈發(fā)嚴(yán)重。西安地鐵小寨站作為重要的換乘樞紐，其站廳區(qū)域在高峰時段經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶拢瑯O大地影響了乘客的通行效率和出行安全。因此，優(yōu)化小寨站的客流組織方案已成為一項具有重要現(xiàn)實意義的研究課題。本研究運用Anylogic仿真模型，以西安地鐵小寨站為研究對象，進(jìn)行仿真分析，并提出客流組織優(yōu)化方案。

1 小寨站分析

1.1 小寨站概況

小寨站是地鐵2號線與3號線的換乘站，位于陜西省西安市雁塔區(qū)，地處長安中路與小寨路十字路口。該站東側(cè)為陜西歷史博物館、雁塔區(qū)政府，南側(cè)為陜西省文物局、雁塔區(qū)圖書館，北側(cè)為大興善寺、賽格國際購物中心。該站客流以購物、娛樂、旅游、上班及換乘客流為主。

按照交通功能，小寨站分為3層：地下一層是2號線與3號線的公用站廳層，共有6個出入口連接小寨周邊商業(yè)、辦公樓等；地下二層是2號線站臺，乘客在此乘坐2號線出行；地下三層是3號線站臺，乘客在此乘坐3號線出行［1］。小寨站2、3號線站廳分布在同一層，站廳層分為設(shè)備區(qū)和公共區(qū)，公共區(qū)有客服中心、安檢機、自助售票機、進(jìn)站閘機、出站閘機等設(shè)備設(shè)施，為乘客進(jìn)站、出站、換乘等提供幫助，設(shè)備區(qū)主要有各種專業(yè)設(shè)備用房、休息室、疏散通道等地鐵運營設(shè)施［2］。

地下二層為2號線站臺層，站臺為南北走向，是島式站臺，站臺長 112 m、寬 12 m，站臺也分為設(shè)備區(qū)和公共區(qū)，以端墻門為分界線，端墻門里是軌行區(qū)和專業(yè)備用房，端墻門外是各類服務(wù)設(shè)備設(shè)施［3］。站臺南邊為衛(wèi)生間，北側(cè)為直梯，與站廳相連，乘客可以通過2號線站臺直梯到達(dá)站廳層，但無法通過該直梯到達(dá)3號線站臺，南、北兩側(cè)各分布一組樓梯、扶梯，中部分布有樓梯與站廳相連，中部還分布有換乘樓梯，與3號線站臺相連，2號線站臺乘客可以通過該樓梯直接到達(dá)3號線，不經(jīng)站廳層換乘［4］。

地下三層為3號線站臺層，3號線為東西走向，同樣為島式站臺，站臺長112 m、寬12 m，衛(wèi)生間和直梯均分布在東側(cè)，該部直梯直接與站廳相連，無法到達(dá)2號線站臺，西側(cè)頭端為換乘樓梯，與2號線站臺相連，該樓梯只下不上［5］。3號線站臺東、西側(cè)各分布一組扶梯，中部為一樓梯和一扶梯，均與站廳直接相連，3號線換乘2號線需通過站廳，無法直接到達(dá)［6］，小寨站站廳及站臺布局情況見表1、表2。

1.2 小寨站客流分析

小寨站日均客運量約40.7萬人次，其中進(jìn)出站量19萬人次（進(jìn)站量8.4萬人次，出站量10.6萬人次），換乘客運量21.7萬人次（2號線換乘3號線10.3萬人次，3號線換乘2號線11.4萬人次），進(jìn)站峰值高達(dá)9.3萬人次/d，出站峰值達(dá)到10.6萬人次/d，換乘峰值高達(dá)25.1萬人次/d［7］。

車站客流有高峰期，也有平峰期，一般在周內(nèi)客流高峰期分為早高峰和晚高峰，周末客流無早晚高峰之分，從下午開始客流會逐漸增多，如果車站附近有大型商場或公共建筑設(shè)施等舉辦大型活動，車站還會出現(xiàn)瞬時大客流［8］。

對于T形換乘站，高峰期換乘客流一般情況下是不均衡的，因此乘客由一條線路換到另一條線路的行走路徑需要進(jìn)行合理的布置，換乘客流量大線路的乘客行走距離應(yīng)長于換乘客流量較小的線路，否則容易造成站臺乘客擁堵和車廂滿載率不高的情況［9］。小寨站為西安地鐵2號線和3號線的換乘站，車站整體呈T字形，2號線和3號線站臺均為島式站臺，早高峰時期車站進(jìn)、出站客流量不大，換乘客流較多，且2號線換乘3號線和3號線換乘2號線的客流換乘呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象［10］。

2 仿真建模

2.1 設(shè)定比例尺

在Anylogic中導(dǎo)入地鐵站的平面圖，并在地圖上查找小寨站，使用地圖測量工具進(jìn)行測距，根據(jù)地圖中的相應(yīng)尺寸，調(diào)整比例尺。在本研究中，采用的比例尺為1∶6，即在現(xiàn)實中1 m對應(yīng)仿真模型中6像素。

2.2 設(shè)定行人類型

為了確定行人的分布類型，需要進(jìn)行實際調(diào)查，以了解行人的類型、屬性和特征，例如年齡階段分布、乘客屬性等。通過對小寨站客流數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為小寨站客流特點為換乘量大，高峰期往往在上下班時間，經(jīng)過實地調(diào)查，觀察到乘客大多為上班族和學(xué)生，老年人較少，故在該仿真試驗中，行人類型、行人類別及行人構(gòu)成采用職員形象，設(shè)定男女比例為1∶1，設(shè)置結(jié)果如圖1所示。

2.3 設(shè)定服務(wù)措施

本研究以車站實際平面圖為前提，根據(jù)Anylogic所提供的區(qū)域、障礙物及樓梯等行人行走設(shè)備設(shè)施，構(gòu)建小寨站的行人行走環(huán)境。以行人真實流線為主線，對各主要功能區(qū)及附屬區(qū)進(jìn)行劃分。根據(jù)小寨站內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖初步規(guī)劃確定樓梯、扶梯、進(jìn)出站閘機、安檢機及售票設(shè)施等設(shè)施的數(shù)量。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合小寨站車站內(nèi)付費區(qū)和非付費區(qū)的設(shè)置，通過設(shè)置障礙物來當(dāng)作隔離設(shè)施，如鐵馬、隔離墻等。為了模擬排隊情況，設(shè)置服務(wù)線和服務(wù)時間，時間根據(jù)設(shè)施不同而不同。本研究將一些對仿真環(huán)境意義不大的設(shè)備設(shè)施，如直梯、母嬰室、衛(wèi)生間等進(jìn)行了簡化處理。

2.4 建立模型圖

根據(jù)小寨站平面圖，在Anylogic仿真模型中對其進(jìn)行基礎(chǔ)建模，分別如圖2、圖3和圖4所示。

小寨站工作日早晚高峰時段（07：00—09：00、17：30—19：30）采取單向換乘，2號線換乘3號線采取站廳換乘，站廳作為2號線換乘3號線換乘客流控制的關(guān)鍵點，3號線換乘2號線通過換乘通道換乘，換乘通道將作為3號線換乘2號線換乘客流控制關(guān)鍵點。工作日非高峰時段車站采取雙向換乘方式，即3號線換乘2號線和2號線換乘3號線的乘客均可通過換乘通道進(jìn)行換乘。

3 問題分析

對站廳進(jìn)行客流仿真，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，擁堵點主要集中在安檢處、售票廳、自動扶梯處和各個出入口等。

3.1 安檢處擁擠問題分析

不同時間段、不同行人行走速度和有無攜帶行李等因素都會影響乘客通過安檢的速度，例如男性乘客和女性乘客的行走速度分別為1.33 m/s和1.27 m/s，有1 kg行李和無行李的乘客走行速度分別為1.23 m/s和1.33 m/s等，攜帶大件行李的乘客可能會在安檢處花費比普通乘客多5～10 s甚至更多的時間［11］。通過仿真模擬可以觀察到在人流量還較少時，安檢處就已經(jīng)聚集了大量的乘客，由此可以得出，隨著時間的推移，安檢處乘客會越來越多，擁擠程度也會越來越高，最終在安檢處會造成嚴(yán)重的擁擠情況。

3.2 售票廳處擁擠情況分析

由仿真運行圖可觀察到售票廳前側(cè)處的堵塞是由乘客進(jìn)出客流引起的，但是影響不大，所以客流量大并不會對人員通行造成較大的影響。

3.3 各個出入口擁擠問題分析

通過仿真模型的運行圖可以發(fā)現(xiàn)，各個站點出入口均呈現(xiàn)不同程度的擁堵狀態(tài)，這種擁堵主要是由進(jìn)出站客流的沖突造成的［12］。

3.4 自動扶梯區(qū)域擁堵問題探討

從仿真模擬結(jié)果可以觀察到，因為乘客抵達(dá)站點的時間相對集中，且在自動檢票過程中耗費了一定的時間，導(dǎo)致在自動扶梯入口處形成擁堵，隨著客流量的增加，自動扶梯入口的擁堵狀況呈現(xiàn)加劇趨勢［13］。

4 優(yōu)化方案與評價

4.1 優(yōu)化方案

站內(nèi)換乘設(shè)施的設(shè)計不當(dāng)會降低其服務(wù)水平，例如樓梯的寬度如果設(shè)計不當(dāng)，會影響乘客的流通；自助售票機若因位置設(shè)置不當(dāng)或數(shù)量不足會導(dǎo)致乘客排長隊等候；進(jìn)出站閘機的參數(shù)設(shè)置若不合理，可能導(dǎo)致進(jìn)站速度過快或出站速度過慢，引發(fā)排隊情況；站臺的容納量是判斷其服務(wù)水平的關(guān)鍵指標(biāo)，如果在設(shè)計規(guī)劃階段，站臺面積設(shè)計不合理，使得車站的客流量與站臺容納能力不匹配，將對車站的客流組織造成很大的困難［14］。

根據(jù)小寨站站廳層的實際情況，為了更有效地利用資源并減少擁堵，考慮到站廳無法進(jìn)行大規(guī)模改造，提出以下優(yōu)化建議：①重新配置進(jìn)站閘機的位置，將其分為兩排，以擴大付費區(qū)的空間。②基于現(xiàn)有進(jìn)站檢票門的布局，增設(shè)了一個出站檢票口，并對其位置進(jìn)行優(yōu)化，以減輕客流交會時的壓力。③對部分安置在安檢設(shè)備內(nèi)側(cè)的自動售票機進(jìn)行重新配置，將其遷移到外側(cè)，進(jìn)而提升了非付費區(qū)域的使用效率。

4.2 優(yōu)化方案評價

優(yōu)化方案的評價主要從優(yōu)化前后客流密度、站廳人數(shù)及乘客進(jìn)出站時間等3方面進(jìn)行。

4.2.1 客流密度優(yōu)化效果分析。小寨站站廳層在實施優(yōu)化措施后的客流密度與優(yōu)化前相比有了顯著變化。優(yōu)化措施通過擴大付費區(qū)域和增設(shè)一個檢票出口，有效降低了客流密度，同時減少了高密度客流點的數(shù)量［15］。這些改進(jìn)不僅緩解了站廳內(nèi)的客流沖突，還提高了站廳有效空間的利用率。

4.2.2 站廳人數(shù)優(yōu)化分析。在保持客流量和站廳面積一致的條件下，仿真試驗進(jìn)行到10 min時，優(yōu)化措施執(zhí)行前的地鐵站廳內(nèi)人數(shù)為1 462人；而執(zhí)行優(yōu)化措施后，站廳內(nèi)的人數(shù)減少到了1 121人，如圖6所示。這一變化說明，人流的密度得到了有效減小。

4.2.3 進(jìn)出站平均用時優(yōu)化效果對比。在客流量不變的情況下，當(dāng)仿真試驗進(jìn)行到10 min時，優(yōu)化前的數(shù)據(jù)顯示乘客進(jìn)站所需平均時間為223.45 s，而出站的平均時間則是168.46 s。對比之下，優(yōu)化后的數(shù)據(jù)顯示，乘客進(jìn)站的平均時間減少到了206.18 s，節(jié)省了17.27 s，同時出站的平均時間降至155.45 s，節(jié)省了13.01 s。這些數(shù)據(jù)清晰地表明，優(yōu)化措施顯著提高了乘客進(jìn)出站的效率，進(jìn)而提升了乘車體驗。

5 結(jié)語

本研究深入探討了小寨站客流組織的仿真設(shè)計與實現(xiàn)過程。通過構(gòu)建詳細(xì)的仿真模型，并系統(tǒng)分析仿真結(jié)果，針對小寨站客流組織中存在的問題，提出了一系列科學(xué)且有針對性的改進(jìn)與優(yōu)化策略。隨后，對優(yōu)化后的方案再次進(jìn)行了仿真驗證，以全面評估其實施效果。Anylogic仿真結(jié)果表明，通過擴大付費區(qū)域面積、增加安全檢查設(shè)施及重新配置進(jìn)出站口的閘機數(shù)量和布局等方法，有效地緩解了地鐵站付費區(qū)域的擁堵問題，明顯改善了站內(nèi)客流分布密度，減少了客流沖突，從而保障了乘客流動的順暢性。這些改進(jìn)措施不僅提高了地鐵站的運行效率，還為其他類似交通樞紐的客流組織提供了參考。

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