论文部分内容阅读
摘 要 在分析大客流条件下地铁车站乘客疏散影响因素的基础上，通过构建地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型把地铁车站乘客疏散影响因素间的复杂关系层次化和条理化，找到影响地铁车站疏散能力的最直接最根本的原因。提出相应的措施以期提高车站的疏散能力。
关键词：地铁车站； 大客流； 疏散； 解释结构模型
中图分类号：P624.8
城市轨道交通系统以其运量大、速度快、效率高、准时、安全、舒适的特性成为城市公共交通的主动脉。然而每天的上下班高峰期、大型活动结束后及各大交通枢纽换乘时车站面临着巨大的客流压力。过度拥挤的客流不仅使正常的个体行为受到不良影响而导致客流群体中个体拥挤、行动缓慢还容易造成踩踏、落轨等事故。因此，如何对大客流进行科学的引导与疏散是地铁运营部门急需解决的重大课题。
1.地铁车站乘客疏散的影响因素分析
在大客流条件下，乘客与车站设备设施、运营组织方案、周边环境交互作用，影响车站的换乘疏散能力。大客流条件下地铁车站乘客疏散的影响因素有：乘客自身特性、设备设施、车站管理和环境。
1.1乘客自身特性
乘客是地铁车站服务对象的主体，不同特性的乘客会以不同的走行速度选择不同的路径进行换乘疏散。在换乘疏散过程中乘客间走行速度差越大，客流群体走行速度越慢。不同
性别、年龄和出行目的乘客走行速度会有较大差异，影响疏散能力。
（1）性别的差异
大客流疏散过程中不同性别的人走行速度不同，以在换乘通道处以中青年为例，男性平均走行速度为1.39m/s，女性走行速度为1.2m/s。
（2）年龄的差异
年龄是反映行人身体条件差异的一个指标，疏散中不同年龄段的乘客走行速度不同，青年人走行速度最快，儿童和老年人走行速度较慢。
（3）出行目的
出行行为较为固定的通勤、通学乘客时间紧张、走行期望速度较高，对车站结构、列车停靠位置、站台客流分布特征较为了解，因此走行路线清晰、走行速度快；旅游乘客由于对换乘路径不清楚，往往下车后会在站台上停留观望，不但自身走行速度慢，还会影响后续下车的乘客。
（4）携带行李的种类和数量
乘客携带的背包、手提包、公文包等一般不会对行走速度造成影响。但是如果乘客携带行李数量比较多或者体积较大如：大型背包、手提箱、轮拉杆箱等不仅会影响乘客的行走速度还会影响其他乘客的行走速度，进而影响整个人群的行走速度。
（5）对环境的熟悉程度
对于交通枢纽这样复杂的建筑综合体，其内部人员中旅客占相当大的比例。由于旅客的流动性大，人员不固定，如果乘客的方向感差较差又是第一次进入建筑物，由于对空间关系认识不足，会出现对位置、方向判断失误的问题，如果没有科学合理的指示标识做引导，那么将严重影响乘客的行走速度。[1]
1.2 设施设备因素
（1）地面出入口
车站地面出入口的数量、规模和位置对客流的疏散有较大的影响，为了保证乘客的安全疏散，每个车站必须自少同时开放两个以上的出口。一般情况下出入口的宽度和数量的越大，车站的疏散能力越大。[2]
（2）检票闸机
田娟荣在研究指出：有闸机比无闸机时所用的疏散时间要长36%左右；延迟打开闸机不仅明显延长了疏散的时间，而且加剧了闸机附近的“瓶颈”现象，导致人员相互拥挤，可能造成闸机损坏而导致人员无法正常疏散，甚至造成严重的人员伤亡惨案。这就表明，地铁自动检票闸机的数量、位置和通行能力会对人员的疏散效率产生影响。[3]
（3）换乘通道
通道的属性（坡度、宽度和长度）和数量对车站客流的疏散有较大影响。为保证应急情况下人群在通道里行走的安全性，疏散通道的尺寸应满足我国相关的建筑防火设计规范的要求。疏散通道长和宽应根据建筑类型、空间使用功能，通过计算确定，并考虑综合因素，且不能小于规范中规定的最小限值。此外，应当合理设置疏散通道的长度、通道地面平顺程度、通道拐弯次数等。
（4）换乘楼梯
换乘楼梯的疏散能力受楼梯本身的物理属性（宽度、坡度、台阶数、方向等）影响。一般而言，楼梯越宽、坡度越小、台阶数越少疏散能力越大；楼梯上行方向的通行能力大于下行方向的通行能力。如果楼梯由于倾角过高，不符合行人安全需要，导致此处客流步速的降低，较长的楼梯一般应在中间设置停留的平台，尽量避免过长、过陡的楼梯出现。[4]
（5）指示标志
换乘引导标志是疏散的辅助设施，对乘客来说，尤其是不熟悉车站环境的乘客，引导标志配备数量、設置位置、提供的信息内容、标志明辨程度等是否合理直接影响乘客的换乘行为，影响乘客的疏散能力。指示标识的设置应符合易读性、目的性、统一性等原则，不能使乘客产生混淆、模棱两可的感觉。
1.3车站环境
（1）车站的空间结构与功能分区
不同的车站空间结构具有不同的空间导向性和识别性，会使居于其中人员感到空间布局清晰或者迷茫。良好的空间结构，不仅有利于人员使用，也有利于人员的快速疏散[5]。车站的站厅集票务、安检、服务等功能于一身，各功能区的分配与布局是否合理将直接影响到乘客的使用与疏散。
（2）车站内乘客密度、流量、速度
人流密度是影响人员疏散行为和疏散流动过程的一个至关重要的因素。根据疏散人流密度的不同，人员疏散流动状态可概括为两种状态：即离散状态和连续状态。离散状态下，个人行为特点占主导作用；但当处在连续状态下，个人的行为在很大程度上受人群内其他人员的限制，因此人员的疏散往往表现为群体行为。[6]
（3）天气
如果遇到暴雨、暴雪等极端天气，乘客由于没有做好相应的准备，会驻足在车站门口徘徊观望，造成车站出入口的拥堵进而影响后续乘客的疏散。 1.4车站管理
（1）预警能力
准确预测客流量是合理安排运能和准备疏散方案的前提。准确的预测大客流的种类、特点，才能根据预测结果合理的安排运能，制定临客开行计划，提前组织车底和乘务人员，搞好售票组织，做到忙而不乱。
（2）行车组织
按照“以车定运”原则，最大限度挖掘运输潜力，增加上线运能，充分利用列车资源，灵活科学调度，缓解大客流车站的客运压力。行车组织措施主要有： 合理安排列车的行车间隔，及时使用备用车、合理组织空客车、灵活调整行车交路、组织列车越站运行。
（3）客运组织
针对车站大客流，通过加强对乘客乘车的引导和监控，在出入口、站厅和站台的扶梯处等关键点设置栏杆，对进出站客流进行分隔疏导。在客流交织处加强引导，提高通行能力，保持站厅、站台客流行走顺畅。并根据现场客流情况及时启动相应客流控制措施。
（4）与外单位的协调与沟通
在充分预想、做好内部各项应对措施的同时，地铁可通过与外部媒体单位、各地区政府共同合作，更好地发挥宣传引导及客流疏导、控制作用。充分利用外部媒体，在发生应急事件时，通过电视广播等外部媒介，实时向外界播放地铁客流控制信息，引导乘客改乘其他交通工具或调整出行时间，尽量避免在高峰时段乘坐地铁。
2.地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型构建
解释结构模型（Interpretation Structure Model，简称 ISM）是系统工程中结构模型化技术中最常用的一种技术，它是美国 J·华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题的一种系统分析方法而开发的。它的基本思想是把复杂的系统分解为若干个子系统，利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构造成一个多层递阶的结构模型，从而把模糊不清的思想或错综复杂的因素关系转化为直观的具有良好层次结构关系的模型，从而展现出系统的内部结构。本文利用解释结构模型来分析地铁车站乘客疏散响因素之间的层次关系，找出影响地铁车站乘客疏散能力的最直接和最根本的原因。具体步骤如下：
（1）生成邻接矩阵A
（2）生成可达矩阵M
（3）对可达矩阵进行层次化处理并生成解释结构模型
3.地铁车站乘客疏散影响因素解释结构模型的分析
从地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型图图2-1可以看出，利用解释结构模型进行地铁车站乘客疏散影响因素的分析有助于把地铁车站乘客疏散影响因素间的复杂关系层次化和条理化。地铁车站乘客疏散影响因素解释结构模型的分析结果说明：
（1）在这些影响因素中，对地铁车站乘客疏散影响最直接最基本的因素是出口、闸机、楼梯、通道、指示标志、车站内人员密度、车站的预警能力、车站的行车组织、客运组织和车站与外部门的沟通与协调，这些因素是影响地铁车站乘客疏散的内因，它们受到下一级因素的影响，其他的影响因素都是通过他们才能够影响地铁车站的疏散能力。
（2）从第一层因素中可以看出，设备设施的性能和车站的管理能力是车站疏散能力的重要影响因素。要提高车站的疏散能力，设备部门需建立科学、合理的设备检修规程，狠抓设备检修质量，最大限度地保障各设备运行质量。在科学准确的预测客流的基础上，在高峰时段，地铁车站应组织站务员对客流进行组织，引导人们排队候车、有序上下车，通过监控设备及时掌握站台上客流分布情况，并利用广播系统对站台上乘客进行疏散和引导。
4.结语
文章通过分析大客流条件下地铁车站乘客疏散的影响因素，建立了地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型，找到闸机、楼梯、指示标识、车站的预警能力、客运组织等因素是影响地铁车站疏散能力的最直接最根本的原因。地铁运营单位在日常的生产活动中紧抓设备管理的同时不断提升自身的管理水平是提高车站疏散能力的最根本途径。
参考文献
[1]张培红，陈宝智，卢兆明.人员在应急疏散行动开始前的决策行为东北大学学报（自然科学版），2005，Vol.26（2）：180一182.
[2]田娟荣， 周孝清，李健. 地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析. 火灾科学 2006年1月 ，第15卷，第1期.
[3]D. Helbing D.， I. Farkas I.， T. Vicsek T.， Simulating dynamical features of escape panic[J]. Nature， 2000，407 （2000）： 487—490.
[4]代寶乾，汪彤，陈娅.北京地铁大客流安全问题分析及对策研究[J].中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集，2009，223一226.
[5]曹辉.建筑综合体防火安全疏散设计策略研究：仁硕士学位论文].上海：同济大学建筑学院，2006.
[6]陆君安等.建筑物人员疏散逃生速度的数学模型.武汉大学学报（工学版），2002.4，35（2）：66一70.
[7]王志刚.地下人型商场火灾时期人员疏散计算模型.火灾科学，2001.1，10（l）：57一62.
基金项目：
2012年北京市哲学社会科学规划项目（12JGB022）：北京地铁脆弱性及应急管理研究；2012年校基本科研业务费项目（2012JBM132）：城市地铁车站客流风险分析及安全管理研究。
关键词：地铁车站； 大客流； 疏散； 解释结构模型
中图分类号：P624.8
城市轨道交通系统以其运量大、速度快、效率高、准时、安全、舒适的特性成为城市公共交通的主动脉。然而每天的上下班高峰期、大型活动结束后及各大交通枢纽换乘时车站面临着巨大的客流压力。过度拥挤的客流不仅使正常的个体行为受到不良影响而导致客流群体中个体拥挤、行动缓慢还容易造成踩踏、落轨等事故。因此，如何对大客流进行科学的引导与疏散是地铁运营部门急需解决的重大课题。
1.地铁车站乘客疏散的影响因素分析
在大客流条件下，乘客与车站设备设施、运营组织方案、周边环境交互作用，影响车站的换乘疏散能力。大客流条件下地铁车站乘客疏散的影响因素有：乘客自身特性、设备设施、车站管理和环境。
1.1乘客自身特性
乘客是地铁车站服务对象的主体，不同特性的乘客会以不同的走行速度选择不同的路径进行换乘疏散。在换乘疏散过程中乘客间走行速度差越大，客流群体走行速度越慢。不同
性别、年龄和出行目的乘客走行速度会有较大差异，影响疏散能力。
（1）性别的差异
大客流疏散过程中不同性别的人走行速度不同，以在换乘通道处以中青年为例，男性平均走行速度为1.39m/s，女性走行速度为1.2m/s。
（2）年龄的差异
年龄是反映行人身体条件差异的一个指标，疏散中不同年龄段的乘客走行速度不同，青年人走行速度最快，儿童和老年人走行速度较慢。
（3）出行目的
出行行为较为固定的通勤、通学乘客时间紧张、走行期望速度较高，对车站结构、列车停靠位置、站台客流分布特征较为了解，因此走行路线清晰、走行速度快；旅游乘客由于对换乘路径不清楚，往往下车后会在站台上停留观望，不但自身走行速度慢，还会影响后续下车的乘客。
（4）携带行李的种类和数量
乘客携带的背包、手提包、公文包等一般不会对行走速度造成影响。但是如果乘客携带行李数量比较多或者体积较大如：大型背包、手提箱、轮拉杆箱等不仅会影响乘客的行走速度还会影响其他乘客的行走速度，进而影响整个人群的行走速度。
（5）对环境的熟悉程度
对于交通枢纽这样复杂的建筑综合体，其内部人员中旅客占相当大的比例。由于旅客的流动性大，人员不固定，如果乘客的方向感差较差又是第一次进入建筑物，由于对空间关系认识不足，会出现对位置、方向判断失误的问题，如果没有科学合理的指示标识做引导，那么将严重影响乘客的行走速度。[1]
1.2 设施设备因素
（1）地面出入口
车站地面出入口的数量、规模和位置对客流的疏散有较大的影响，为了保证乘客的安全疏散，每个车站必须自少同时开放两个以上的出口。一般情况下出入口的宽度和数量的越大，车站的疏散能力越大。[2]
（2）检票闸机
田娟荣在研究指出：有闸机比无闸机时所用的疏散时间要长36%左右；延迟打开闸机不仅明显延长了疏散的时间，而且加剧了闸机附近的“瓶颈”现象，导致人员相互拥挤，可能造成闸机损坏而导致人员无法正常疏散，甚至造成严重的人员伤亡惨案。这就表明，地铁自动检票闸机的数量、位置和通行能力会对人员的疏散效率产生影响。[3]
（3）换乘通道
通道的属性（坡度、宽度和长度）和数量对车站客流的疏散有较大影响。为保证应急情况下人群在通道里行走的安全性，疏散通道的尺寸应满足我国相关的建筑防火设计规范的要求。疏散通道长和宽应根据建筑类型、空间使用功能，通过计算确定，并考虑综合因素，且不能小于规范中规定的最小限值。此外，应当合理设置疏散通道的长度、通道地面平顺程度、通道拐弯次数等。
（4）换乘楼梯
换乘楼梯的疏散能力受楼梯本身的物理属性（宽度、坡度、台阶数、方向等）影响。一般而言，楼梯越宽、坡度越小、台阶数越少疏散能力越大；楼梯上行方向的通行能力大于下行方向的通行能力。如果楼梯由于倾角过高，不符合行人安全需要，导致此处客流步速的降低，较长的楼梯一般应在中间设置停留的平台，尽量避免过长、过陡的楼梯出现。[4]
（5）指示标志
换乘引导标志是疏散的辅助设施，对乘客来说，尤其是不熟悉车站环境的乘客，引导标志配备数量、設置位置、提供的信息内容、标志明辨程度等是否合理直接影响乘客的换乘行为，影响乘客的疏散能力。指示标识的设置应符合易读性、目的性、统一性等原则，不能使乘客产生混淆、模棱两可的感觉。
1.3车站环境
（1）车站的空间结构与功能分区
不同的车站空间结构具有不同的空间导向性和识别性，会使居于其中人员感到空间布局清晰或者迷茫。良好的空间结构，不仅有利于人员使用，也有利于人员的快速疏散[5]。车站的站厅集票务、安检、服务等功能于一身，各功能区的分配与布局是否合理将直接影响到乘客的使用与疏散。
（2）车站内乘客密度、流量、速度
人流密度是影响人员疏散行为和疏散流动过程的一个至关重要的因素。根据疏散人流密度的不同，人员疏散流动状态可概括为两种状态：即离散状态和连续状态。离散状态下，个人行为特点占主导作用；但当处在连续状态下，个人的行为在很大程度上受人群内其他人员的限制，因此人员的疏散往往表现为群体行为。[6]
（3）天气
如果遇到暴雨、暴雪等极端天气，乘客由于没有做好相应的准备，会驻足在车站门口徘徊观望，造成车站出入口的拥堵进而影响后续乘客的疏散。 1.4车站管理
（1）预警能力
准确预测客流量是合理安排运能和准备疏散方案的前提。准确的预测大客流的种类、特点，才能根据预测结果合理的安排运能，制定临客开行计划，提前组织车底和乘务人员，搞好售票组织，做到忙而不乱。
（2）行车组织
按照“以车定运”原则，最大限度挖掘运输潜力，增加上线运能，充分利用列车资源，灵活科学调度，缓解大客流车站的客运压力。行车组织措施主要有： 合理安排列车的行车间隔，及时使用备用车、合理组织空客车、灵活调整行车交路、组织列车越站运行。
（3）客运组织
针对车站大客流，通过加强对乘客乘车的引导和监控，在出入口、站厅和站台的扶梯处等关键点设置栏杆，对进出站客流进行分隔疏导。在客流交织处加强引导，提高通行能力，保持站厅、站台客流行走顺畅。并根据现场客流情况及时启动相应客流控制措施。
（4）与外单位的协调与沟通
在充分预想、做好内部各项应对措施的同时，地铁可通过与外部媒体单位、各地区政府共同合作，更好地发挥宣传引导及客流疏导、控制作用。充分利用外部媒体，在发生应急事件时，通过电视广播等外部媒介，实时向外界播放地铁客流控制信息，引导乘客改乘其他交通工具或调整出行时间，尽量避免在高峰时段乘坐地铁。
2.地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型构建
解释结构模型（Interpretation Structure Model，简称 ISM）是系统工程中结构模型化技术中最常用的一种技术，它是美国 J·华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题的一种系统分析方法而开发的。它的基本思想是把复杂的系统分解为若干个子系统，利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构造成一个多层递阶的结构模型，从而把模糊不清的思想或错综复杂的因素关系转化为直观的具有良好层次结构关系的模型，从而展现出系统的内部结构。本文利用解释结构模型来分析地铁车站乘客疏散响因素之间的层次关系，找出影响地铁车站乘客疏散能力的最直接和最根本的原因。具体步骤如下：
（1）生成邻接矩阵A
（2）生成可达矩阵M
（3）对可达矩阵进行层次化处理并生成解释结构模型
3.地铁车站乘客疏散影响因素解释结构模型的分析
从地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型图图2-1可以看出，利用解释结构模型进行地铁车站乘客疏散影响因素的分析有助于把地铁车站乘客疏散影响因素间的复杂关系层次化和条理化。地铁车站乘客疏散影响因素解释结构模型的分析结果说明：
（1）在这些影响因素中，对地铁车站乘客疏散影响最直接最基本的因素是出口、闸机、楼梯、通道、指示标志、车站内人员密度、车站的预警能力、车站的行车组织、客运组织和车站与外部门的沟通与协调，这些因素是影响地铁车站乘客疏散的内因，它们受到下一级因素的影响，其他的影响因素都是通过他们才能够影响地铁车站的疏散能力。
（2）从第一层因素中可以看出，设备设施的性能和车站的管理能力是车站疏散能力的重要影响因素。要提高车站的疏散能力，设备部门需建立科学、合理的设备检修规程，狠抓设备检修质量，最大限度地保障各设备运行质量。在科学准确的预测客流的基础上，在高峰时段，地铁车站应组织站务员对客流进行组织，引导人们排队候车、有序上下车，通过监控设备及时掌握站台上客流分布情况，并利用广播系统对站台上乘客进行疏散和引导。
4.结语
文章通过分析大客流条件下地铁车站乘客疏散的影响因素，建立了地铁车站乘客疏散影响因素的解释结构模型，找到闸机、楼梯、指示标识、车站的预警能力、客运组织等因素是影响地铁车站疏散能力的最直接最根本的原因。地铁运营单位在日常的生产活动中紧抓设备管理的同时不断提升自身的管理水平是提高车站疏散能力的最根本途径。
参考文献
[1]张培红，陈宝智，卢兆明.人员在应急疏散行动开始前的决策行为东北大学学报（自然科学版），2005，Vol.26（2）：180一182.
[2]田娟荣， 周孝清，李健. 地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析. 火灾科学 2006年1月 ，第15卷，第1期.
[3]D. Helbing D.， I. Farkas I.， T. Vicsek T.， Simulating dynamical features of escape panic[J]. Nature， 2000，407 （2000）： 487—490.
[4]代寶乾，汪彤，陈娅.北京地铁大客流安全问题分析及对策研究[J].中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集，2009，223一226.
[5]曹辉.建筑综合体防火安全疏散设计策略研究：仁硕士学位论文].上海：同济大学建筑学院，2006.
[6]陆君安等.建筑物人员疏散逃生速度的数学模型.武汉大学学报（工学版），2002.4，35（2）：66一70.
[7]王志刚.地下人型商场火灾时期人员疏散计算模型.火灾科学，2001.1，10（l）：57一62.
基金项目：
2012年北京市哲学社会科学规划项目（12JGB022）：北京地铁脆弱性及应急管理研究；2012年校基本科研业务费项目（2012JBM132）：城市地铁车站客流风险分析及安全管理研究。