都市快轨交通·第22卷第3期2009年6月快轨论坛北京地铁进出站设施
通行瓶颈问题定量分析
张慧慧1 陈 峰1 吴奇兵2
(1.北京交通大学 北京 100044;2.北京市创通基础设施建设投资公司 北京 100052)
摘 要 为解决高峰时期地铁车站人流密集、流量大而影响乘客顺畅有序进出车站的问题，在对地铁车站进行实地调查的基础上，分析影响乘客进出站通行能力的瓶颈因素；结合调研数据和录像资料，定量研究这些瓶颈设施的实际通过能力，并确定影响乘客通行的瓶颈因素为：安检处、上行楼梯口和自动扶梯；提出安检处的通过能力为2600人/h，将《地铁设计规范》中自动扶梯通过能力修正为6100人/h；进一步提出北京站进出站设施的利用系数，为客流组织和新站设计提供参照依据。 关键词 北京地铁 进出站设施 安检 通过能力
随着社会经济的发展，城市人口急剧增加，大城市的交通问题也成为世界各国公认的难题之一。由于城市轨道交通的安全、快捷、准时等特征，再加上利民惠民的票价政策，越来越多的人选择轨道交通以解决出行难的问题。随着北京市轨道交通逐渐成网，地铁车站客流量猛增。如何让乘客顺畅地进出站，成为人们应该考虑的问题之一。为此，笔者对北京市地铁车站出入口通道进行了实地调研，对其通行瓶颈
问题进行分析探讨。
1 地铁进出站设施通过能力定性分析地铁车站是人流相对集中的交通建筑，所以必须使人流有序地进站和出站，满足客流高峰时所需的各种面积规定及楼梯、通道等的宽度要求，上下楼梯位置的设置能均匀地接纳客流。
乘客进出站路线如下[1]:
(1)进站客流路线：进站口通道—安检—(购票)—
收稿日期:2008-12-01 修回日期:2009-04-7
作者简介：张慧慧，女，在读硕士研究生,tree930xs@163
陈峰，男，教授，博士生导师
jvktwrna基金项目：北京市路政局课题(C07L1430)进站检票闸机—站厅层付费区—楼梯、通道—站台—上车。
(2)出站客流路线：下车—站台—通道、楼梯、扶梯—站厅层付费区—出站检票闸机—扶梯、楼梯—地面。
2008年6月29日至9月20日，因北京奥运的安保需要，乘客进站都必须进行安检。奥运结束后，北京市政府发文表示简化安检程序，但对带包乘客安检将是一项长期措施，因此地铁安检设施也将长久影响通道通行能力，本次调研将其作为对象之一。
车站客流集散能力是指在车站整体设备都正常的情况下车站所能通过的最大客流量[2]，其影响因素主要为车站安检设备、自动售检票设备、自动扶梯、楼梯及通道的通过能力。一般地，车站集散能力的薄弱环节是安检设备、进出站闸机、通道、站厅及站台楼梯口、自动扶梯口。
2 进出站设施实际通过能力定量分析《地铁设计规范》中的通道各部位最大理论通过能力见表1。
表1 通道各部位最大通过能力[3]
部位名称每小时通过人数1m宽楼梯
下行4200
上行3700
双向混行3200 1m宽通道
单向5000
双向混行4000
1m宽自动扶梯
输送速度/(0.5m/s)8100
输送速度/(0.65m/s)不大于9600
人工售票口1200
自动售票机300
人工检票口2600自动检票机
三杆式
磁卡1500
非接触IC卡1800
门扉式
蜂窝煤采暖炉磁卡1800
非接触IC卡2100
北京地铁进出站设施通行瓶颈问题定量分析
为了更准确地反映车站的实际通过能力，更细致地发现车站出入口通道的瓶颈问题，对各种设施的通过能力进行实地调查。
2.1 安检
北京地铁安检延续了奥运期间的逢包必检原则，在车站入口处或站厅层设置X光检测机，对乘坐地铁的乘客所携带的物品实行安全检查。
2.1.1 安检处的通过能力
在早高峰时段，选取进站客流较大的车站作为调研对象，对其安检处的客流状况进行调查。在客流持续排队的时段，统计约1min内通过安检的人数，共得到79组数据，分析如表2所示。其中，客流量指每分钟通过安检的人数。
表2 高峰期安检处客流统计
客流量/
(人/min)
排队长度/m排队人数排队持续时间X m ax43.548407min36.6s
X30.024.3153min17.4s
客流量的极值为43.54人/min。此时，客流处于连续排队的过程中，此值可以代表安检的最大通过能力。经计算知，安检的最大能力为43.54×60=2612人/h。为方便计算取2600人/h，即为每台安检设备的实际通过能力。
2.1.2 小结
《地铁设计规范》中并没有规定最大的安检能力，而乘车进入车站首先要受到安检处通过能力的约束。如果最大安检能力不能满足高峰客流的要求，将使乘客聚集在安检处，容易堵塞通道，影响乘客的顺利进站。根据客流调查结果，最大安检能力2600人/h可作为有安检设施车站的设计依据。
调查中发现，高峰时段安检处排队现象十分明显(如表2所示)，严重影响了乘客进站的通畅性。安检处的通过能力远远不能满足高峰客流的要求，是乘客能否顺利进站的第一个瓶颈。建议根据高峰小时进站量合理安排安检设备的数量和位置。
2.2 自动检票闸机
目前，国内外地铁常用的自动检票闸机按照功能的不同有进口和出口闸机两种，而按照阻挡方式的不同可以分为门扉式和三杆式闸机。门扉式闸机一般按照双向式设计，而三杆式闸机有单向式和双向式两种。
北京地铁采用的是门扉式闸机，即双向式，可以根据现场的客流情况，随时将闸机调整切换为出站或进站闸机。每个车站均安置多台自动售检票闸机。
2.2.1 自动检票闸机的通过能力
在早高峰时段选取客流较大的车站，在其出站口选取1个客流量相对较大的闸
机进行调查。在客流持续集中
出站的时段，统计约1min内通
过自动检票闸机的人数，共得
到207组数据，分析如表3
电力驱动单人车
所示。
表3 高峰期自动检票
蚊帐 不锈钢 落地闸机处客流统计
客流量/(人/min)
X max36.92
X16.49
客流量的极值为36.92人/min。此时，客流处于连续排队出站的过程中，此值可以代表自动检票闸机的最大通过能力。经计算知，每个自动检票闸机检票的最大能力为36.92×60=2215人/h。为方便计算，取2200人/h，即为每台自动检票闸机的实际通过能力。
2.2.2 小结
《地铁设计规范》中规定，使用非接触IC卡的门扉式自动检票闸机的最大通过能力为2100人/h(见表1)。经调研可验证：自动检票闸机的实际通过能力与设计通过能力相吻合。
乘客进站先安检再检票，安检处通过能力小，制约了进站的乘客速度和人数，则乘客安检后可以顺利检票进站。且每个车站的每个出入口都设置了数台闸机，大大分散了高峰期大规模客流，并且双向式闸机可以根据现场的客流情况，随时将闸机调整切换为出站或进站闸机，大大缓解了高峰进出站客流的压力。
调查中发现，高峰期自动检票闸机处客流源源不断，但排队现象并不明显，且短暂的排队多是由于乘客不熟悉闸机、不会使用票卡而耽误时间所致。可见，检票口的通过能力完全可以满足高峰客流的要求。
2.3 通道
北京市地铁车站内的通道(包括进出站通道和换乘通道)多为双向混行通道，所以本文只针对双向混行通道进行研究。
通道的客流高峰情况主要出现在下车出站和换乘时，大量客流在同一时间释放，涌入通道。由于通道入口空间有限，一般设有台阶，使得大量客流拥堵在出入口处；进入通道后，由于通道较长，乘客因步行速度快慢不同及时得到疏散，使得客流密度瞬间得到
都市快轨交通·第22卷第3期2009年6月
降低。
选取地铁车站一段混行通道(8m ×4m )作为调查对象，对其高峰期内的客流进行录像。处理录像资料，选用多媒体播放器来播放影片，根据播放器上所显示的时间，每隔10s 计算一次通道中的人数，即可组成一个随时间前进的客流密度数据文件。同样地，每隔10s 随机抽取位于选定通道中的一个乘客，计算这个人进入通道和走出通道的时间。这样就可以得到每隔10s 通道中的客流密度和该密度下随机抽取的乘客行走8m 所花的时间
[4]
。由此，可以计算出相应客流密度
下的通行速度，即可得到通行速度与客流密度的数据文件，统计如表4所示。
表4 高峰期通道内客流统计
平均密度/(人/m 2
)平均速度/(
m /s )0.32
1.13
高峰时期通道内客流很多，但并未形成拥堵，乘客均以正常步速行进，乘客速度与客流密度关系不大。通道的通过能力可以满足高峰客流的要求，其通过能力以《地铁设计规范》为准。
2.4 楼梯
北京地铁进站多是下行楼梯，出站多是上行楼梯。高峰时期进站客流很大，但单位时间客流量比较均衡，下行楼梯口处一般不会存在拥堵现象；而出站客流由于出现在下车时，大量客流在同一时间释放，使得大量客流拥堵在上行楼梯口处，造成拥堵。并且由经验可知，乘客在上行楼梯行走的速度低于下行楼梯，故本文只研究上行楼梯
[5]
。
选取高峰时期复兴门车站一段上行楼梯(10m ×5m )作为调查对象，对其高峰客流拍摄录像(见图1)，同样方法处理录像资料，得到楼梯内乘客通行速度与客流密度的数据，统计如表5所示。
表5 高峰期楼梯上客流统计
平均密度/(人/m 2
)平均速度/(m /s )
1.49
0.59
光盘封套
图1 高峰期楼梯上的客流状况
高峰时期，由于客流量很大、客流密度也大，楼梯入口处可利用的有限空间会限制行人的行走速度和在人流中行走的自由，楼梯口处易拥挤，乘客通行速度与客流密度有较大的关系。
楼梯口作为乘客进出站的瓶颈之一，其通过能力不能满足高峰客流的要求。建议根据《地铁设计规范》中楼梯的通过能力，合理布置楼梯的位置和宽度。
2.5 自动扶梯
北京市地铁所用自动扶梯宽度为1m 。
2.5.1 自动扶梯的实际通过能力
选取出站客流很大的车站作为研究对象，在高峰
时段对其一出站自动扶梯处的客流状况进行调查。统计约1min 内通过自动扶梯口的人数，共得到79组数据，分析如表6所示。其中，此车站自动扶梯的运行速度为0.5m /s 。
表6 高峰期自动扶梯客流统计
客流量/
(人/min )
排队长度/m
排队人数
排队持
续时间X max 101.658375min20s X
61.91
3.6
21
48s
客流量的极值为101.65人/min ，此时客流处于持续聚集状态，此值可以代表自动扶梯的最大通过能
力。经计算知，自动扶梯的最大能力为101.65×60=6099人/h ，为方便计算取6100人/h 。所以1m 宽、0.5m /s 运行的自动扶梯的实际通过能力为6100人/h 。
2.5.2 小结
调查中发现，高峰时段自动扶梯口排队现象十分
明显，如表6所示。自动扶梯口作为乘客进出站的瓶颈之一，其通过能力并不能满足高峰客流的要求。建议根据实际客流和自动扶梯的通过能力，合理布置自动扶梯的位置和数量。
在《地铁设计规范》中,1m 宽自动扶梯的输送速度为0.5m /s 时，设计通过能力为8100人/h (见表1)。很明显，高峰期自动扶梯的实际通过能力远小于设计通过能力。因为扶梯的设计通过能力是按每个扶梯台阶站2个人来计算，而实际上乘客乘坐扶梯时，即使在高峰期，也可能是隔一两个台阶站人，或1个台阶仅站1个人。
2.6 火车站进出站设施的通过能力分析
火车站等大型客流集散的地铁车站，由于乘客携
带很多行李，行李的大小占用了一定的客流通行面积,
北京地铁进出站设施通行瓶颈问题定量分析
从而进一步影响了进出站设施的通过能力，导致乘客
顺利进出站受阻。通过对北京站实际客流的考察，得
到不同设施的实际通过能力和设施利用系数，如表7
所示。
表7 北京站进出站设施的实际通过能力
设施
客流量/
(人/min)
通过能力/
(人/h)
l型密封圈设施利用系数
安检2716200.62
自动检票闸机3018000.86自动扶梯7343800.72
注：设施利用系数为北京站进出站设施的实际通过能力与本文的车站设施通过能力建议值的比值。
北京站进站客流主要为刚下火车的乘客，客流较集中，但安检和闸机的通过能力首先约束了客流的进站，导致通道和楼梯上客流并不密集；出站客流主要为去火车站的乘客，客流较均匀，没有明显的高峰期，通道和楼梯上客流较松散。乘客携带行李过多，行进速度有所减缓，但由于客流并不十分密集，其对通过能力影响较弱，所以北京站通道和楼梯的通过能力仍以《地铁设计规范》为准。
3 结论
由以上分析可知：高峰时期乘客进出站的瓶颈主要是安检处、上行楼梯口和自动扶梯，检票口和通道并不影响乘客的顺畅通行。所以，在地铁车站设计时应合理布置安检设备、楼梯和自动扶梯的位置和数量；在客流组织时，特别注意安检处、楼梯口和自动扶梯的客流疏导。 通过对地铁车站出入口通道的实际客流进行观测调查，重新确定了各种设施的通过能力(见表8)，其中新加入安检的通过能力2600人/h，修正了1m宽自动扶梯的通过能力为：输送速度为0.5m/s时6100人/h，并提出火车站的设施
利用系数，从而为地铁车站提供了准确的设计依据。
表8 进出站设施通过能力建议值
设施名称
通过能力/(人/h)
设计值建议值
火车站设施
利用系数安检设施26000.62
门扉式自动检票闸机非接触IC卡210021000.86 1m宽通道双向混行40004000
1m宽楼梯上行37003700
1m宽自动扶梯0.5m/s810061000.72
参考文献
[1]张建勋，韩宝明，许婷.地铁车站乘客导向标志设计要点
分析[J].城市轨道交通研究,2007,10(12):41.
[2]唐寿成.地铁车站客流组织工作探讨[J].铁道运输与经
济,2007,29(9):49.
[3]GB50157—2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版
社,2003.
[4]方正，袁建平，王晓刚，等.火车站客流密度与移动速度的
观测研究[J].消防科学与技术,2007,26(1):2.
[5]王丽华.地铁车站楼梯及出入口建筑设计探讨[J].北方
交通,2008(3):155.
(编辑：曹雪明)
Quantitative Analysis on the Passage Bottlen ecks throu gh th e
Entrances and Exits of Beijin g Subway Station s
Zh an g Huih ui1 Chen Fen g1 Wu Qibin g2
(1.Beijing Jiaotong U niversity,Beijing100044;
2.Beijing Chuangtong Inf rast ructure Investment Co.,Ltd.,Beijing100052)
A bstract:In th e climax of traffic,the re are so many people c rowd ed at su bway stations that it is har d for them to go th rou gh the stations smoothly.In orde r to solve the problem,t his article analyzes the passen gers'walking bottlenecks through th e station e ntrances and exits base d on actu al su rveys at su bway stations.Refer ring to the su rvey d ata an d video materials, quantitative stu dy on the actual transit capacity for walking passages was car rie d out and the bottlenec ks we re identified as secu rity checks,e nt rances for upstairs an d escalators.Th e propose d t ransit capacity for a se curity ch eck was2,600people/ hr.Th e passage capacity for escalators specifie d by Code for Design of Met ro was modified to6,100people/hr.Utilizing coefficie nts for e ntrances and e xits in Beijing su bway st ations ar e put forward in the en d so as to provid e guidance to th e passe nge r flow organization and the design of new stations.
Key wo rds:Beijing su bway;entrance and exit facilities;secu rity c heck;tr ansit capacity
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