北京站乘客换乘仿真优化研究.pdf

；参未交戤挚 硕士学位论文 北京站乘客换乘仿真优化研究 s i m u l a t i o na n do p t i m i z a t i o nr e s e a r c hf o rt h e p a s s e n g e r t r a n s f e ro fb e i j i n gr a i l w a ys t a t i o n 作者：张明星 导师：鲁晓春 北京交通大学 2 0 1 2 年7 月 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：张吲星 签字日期：工口肛年7 月g 日 导师签名 备 签字日期：2 爿1 年 月日 每 中图分类号：4 1 0 7 5 u d c ：4 1 0 7 5 学校代码：1 0 0 0 4 密级：公开 北京交通大学 硕士学位论文 北京站乘客换乘仿真优化研究 s i m u l a t i o na n do p t i m i z a t i o nr e s e a r c hf o rt h ep a s s e n g e rt r a n s f e ro f b e i j i n gr a i l w a ys t a t i o n 作者姓名：张明星 导师姓名：鲁晓春 学位类别：管理学 学科专业：物流管理与工程 学号：1 0 1 2 0 7 1 8 职称：副教授 学位级别：硕士 研究方向：物流仿真 北京交通大学 2 0 1 2 年7 月 致谢 本论文是在我的导师鲁晓春副教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、开 题直至成稿，其中每一环节；鲁老师都给予悉心指导，使我的论文能够不断完善 并最终完成。 回顾两年来的研究生生活，非常庆幸自己能师从鲁晓春老师。在学习科研方 面，鲁晓春老师严谨的治学态度，科学的工作方法、认真的工作态度给了我极大 的帮助和影响，也必将对我以后的学习与工作带来积极的影响：在生活方面鲁 晓春老师给予了我无微不至的关心让我感受到家庭般的温暖i 在此衷心感谢两 年来鲁晓春老师对我的关心、指导和帮助。 在撰写论文期间，张君平师兄在仿真软件方面给予了热情的帮助，同门王爱 娟、刘巧杰、玉海兰、李士书、刘占萍、关改霞和附近近帮助收集了论文所需的 调研数据。在此向他们表达我的感激之情， 感谢我的舍友张继永和杨一铭同学 另外也感谢家人和身边所有的朋友 完成我的学业。 感谢两年来在一起的日子。 他们的理解和支持使我能够在学校专心 韭瘟窑煎盍生亟堂鱼：| 金童主窒摘翌 中文摘要 摘要：北京站是我国大型的铁路客运站之一，是北京重要的客运交通枢纽， 也是北京市对外连接门户。同时北京是我国的政治、经济和文化中心，每年都会 吸引大量的国内外游客、劳动力和各界人士聚集在北京，近年来随着北京市的机 动车数量急剧增加和城市人1 2 不断增加作为北京市重要交通枢纽的北京站经常 会因为大量乘客集结在站内而不能及时疏散，导致严重的交通拥堵问题，使乘客 在交通上的耗时增长降低了乘客的换乘和出行效率。这些交通问题急需解决。 本文依托导师主持的北京市教委共建课题项目“北京市铁路客运站与城市公 共交通系统衔接仿真优化研究”的实际研究工作，对北京站乘客出站换乘进行仿 真优化研究。本文运用仿真软件e d p l a t o 软件，在对北京站乘客实地调研和对 调研数据分析的基础上建立仿真模型。通过模拟发现北京站乘客出站换乘的瓶颈 区域主要在出租区域、地铁排队买票区域和地铁进站区域，进一步研究发现北京 站地铁设施利用不合理以致造成该区域交通堵塞：同时发现北京站公交车在客 流分散中作用较小。最后对北京站乘客换乘提出了优化建议，应当加强地铁和公 交车分流的作用同时对出租区域应该进行合理调度：论文设想通过有效地引导 加强地铁和公交车分流后，马路对面的两个地铁站分流地铁3 3 的客流和公交车 分流总客流的3 0 左右，乘客的换乘效率会明显提高， 关键词：北京站；换乘条件；乘客换乘；仿真模型；换乘效率： 分类号： 毡基至盟盔堂亟堂垃垃塞皇垦sib 盘i a b s t r a c t a b s t r a c t ：b e i j i n gr a i l w a ys t a t i o ni so n eo fl a r g e s tr a i l w a ys t a t i o n t h ei m p o r t a n t p a s s e n g e rt r a f f i ch u bo f b a l j i n gt h ep o r t a lb e o i n gc i t yc o n n e c t e dt oo t h e rc i t ya tt h e s r m et h n eb e i j i n gi sc h i n a sp o l i t i c a l e c o n o m i ca n dc u l t u r a lc e n t e r e v e r yy e a rb e r i n g a t t r a c t sal a r g en u m b e ro f d o m e s t i ca n df o r e i g nt o u r i s t s ，l a b o ra n dp e o p l ef r o ma l lw a l k s o f l i f eg a t h e r e di nb e r i n gi nr e c e n ty e a r s ，w i t hi n c r e a s i n gt h en u m b e ro f m o t o rv e h i c l e s a n ds h a r pi n c r e a s ec i t yp o p u l a t i o ni nb e i j i n g ，t h eb e o i n gr a i l w a ys t a t i o na sam a j o r t r a n s p o r t a t i o nh u bi nb e r i n gb e c a u s eo f t h el a r g en u m b e ro f p a s s e n g e r sa s s e m b l e di n t h es t a t i o nw h i c hc a n tb ep r o m p t l ye v a c u a t e d ，c a u s i n gs e r i o u st r a f f i c c o n g e s t i o n p r o b l e m s ，s ot h a tp a s s e n g e r sc o n s u m i n gal o to f t i m ei n 仃a 益cr e d u c i n gt h ee f f i c i e n c y o f t r a n s f e r p a s s e n g e r sa n dv e h i c l et h e s e t r a f f i c p r o b l e m sn e e d t ob er e s o l v e d t h i sp a p e rc o m b i n a t i o nt h ea c t u a lr e s e a r c hw o r ko f “b e i j i n gu r b a n r a i l w a y p a s s e n g e ra n dp u b l i ct r a n s p o r ts y s t e mi n t e r f a c es i m u l a t i o no p t i m i z a f i o n ”am e n t o r p r o g r a mh o s t e db yb e r i n gm u n i c i p a le d u c t i o nc o m m i s s i o n ，s i m u l a t i n gb e i j i n g r a i l w a ys t a t i o np a s s e n g e r s l e a v e t h es t a t i o na n dc a r r i e do u to p t i m i z a t i o ns t u d i e si n t h i s p a p e r w eu s cs i m u l a t i o ns o r w a r ee d - p l a t o ，o nt h eb a s i so f f i e l dr e s e a r c hb e i j i n g s t a t i o np a s s e n g e ra n da n a l y s i so f s u r v e yd a t a ，b u i l d i n gas i m u l a t i o nm o d e lb yr u n n i n g t h em o d e lw ef o u n dt h a tb e i j i n gr a i l w a ys t a t i o np a s s e n g e rs t a t i o nt r a n s f e rb o t t l e n e c k a r e a sa r em a i n l yi nt h et a x ia r e a , t h es u b w a yl i n eu pt ob u yt i c k e t sa n dt h ea r e ae n t e r s u b w a y , f u r t h e rs t u d i e ss h o w e dt h a tt h eu s eo ft h eb e i j i n gr a i l w a ys t a t i o ns u b w a y f a c i l i t i e su n r e a s o n a b l e ，r e s u l t i n g i na t r a 衢c j a m i n t h er e g i o n ，a l s o f o u n d t h a t t h eb u s i s l e s si m p o r t a n ti n e v a c u a t i n gp a s s e n g e r , i nt h ee n d ，t h i sp a p e rs u g g e s tt h a ts h o u l d s t r e n g t h e nt h er o l eo f t h es u b w a ya n db u s ，a n dt a x ia r e as h o u l db er e a s o n a b l ed i s p a t c h t h ep a p e re n v i s a g e da l t e rs t r e n g t h e nt h er o l eo f s u b w a ya n db u s ，t w os u b w a ys t a t i o no n t h eo t h e rs i d eo f t h er o d ed i v e r ta b o u t3 3 o f t h ep a s s e n g e r w h i c h t a k es u b w a y ，t h eb u s d i v e r ta b o u t3 0 o ft h et o t a l p a s s e n g e rl e a v eb a l j i n gs t a t i o n ，p a s s e n g e rt r a n s f e r e f f i c i e n c y , m i ib ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y k e y w o r d s ：b e i j i n gr a i l w a ys t a t i o n ；t r a n s f e rc o n d i t i n n s ；p a s s e n g e rt r a n s f e r ； s i m u l a t i o nm o d e l ；t r a n s f e re f f i c i e n c y c l a s s n 0 ： 韭夏至亟盔 芏 亟生位盐奎目垂 目录 中文摘要 i i i a b s t r a c t i v 目录 v i 绪论 l l _ 1 研究背景和意义1 1 1 1 研究背景 1 11 2 研究意义2 12 国内外研究现状 2 1 2 1 国外研究概况 2 1 22 国内研究概况 4 1 3 研究框架和研究内容 6 1 3 1 研究框架 6 3 2 研究内容 2 铁路客运站换乘衔接理论8 2 i 铁路客运站 8 2 11 我国铁路客运站发展进程8 2 12 铁路客运站的功能9 2 13 铁路客运站现存问题和发展趋势 1 0 22 铁路客运站与城市换乘组织分析 1 3 2 2 1 挟乘种类1 3 2 2 2 挟乘影响因素1 4 2 2 3 换乘组织衔接方式分析 1 5 2 3 小结 1 7 3 北京站乘客换乘现状分析1 8 3 1 北京站概述一 1 8 3 2 北京站换乘交通条件现状分析 1 9 3 21 换乘轨道交通条件分析 2 0 3 22 换乘公交车条件分析 2 l 3 23 换乘出租车及私家车条件分析 2 4 33 北京站乘客流线组织分析 2 5 3 4 小结 一 2 7 4 北京站乘客换乘仿真建模 2 8 4 l e d p l a t o 软件 2 8 4 1 1e d p l a t o 的基本概念 2 8 4 1 2 e d - p l a t o 仿真原理及步骤 4 2 北京站调研数据分析 一 2 9 3 0 4 22 地铁口区域数据分析3 4 4 23 出租车区域数据分析3 9 4 2 4 其它区域数据分析4 5 4 3 仿真模型参数设置4 8 5 2 5 仿真模型结果及优化建议5 3 5 1 模型仿真结果分析5 3 5 1 1 换乘瓶颈5 3 5 12 服务等级 5 4 5 13 等待时间 5 8 5 2 仿真模型参数分析6 l 5 3 北京站乘客换乘优化建议7 4 5 4 小结 一一7 5 6 结论与展望 一7 6 6 1 结论7 6 6 , 2 进一步探讨与展望7 6 参考文献：7 8 作者简历 独创性声明8 2 学位论文数据集 一 一 8 3 i e 丞奎煎五堂亟坐焦 监童堑造 i 绪论 i 1 研究背景和意义 1i1 研究背景 进入2 1 世纪以来，我国的政治、经济和文化以前所未有的速度向前发展，人 民生活水平有了显著提高。与此同时，各大城市人口不断增加，城市的规模随之 扩大，民族汽车工业迅速发展，城市中私家车数量越来越多。可以预见未来城 市交通问题会更加突出。2 0 0 3 年铁道部提出了铁路跨越式发展的新思路，在铁 路高速重载的方针指导下，高速铁路和客运专线陆续建成，将以人为本的理念融 入到铁路客运站的建设之中。目前，新建的北京南站、上海虹桥站、武汉火车站、 新广州站等大型综合交通枢纽站已经投入运营。这些大型交通枢纽站改变了以往 铁路客运站单一的定位，从旅客运输火车站转变成运输和服务的综合交通枢纽， 更加注重提供快速、便捷、安全的服务，使旅客出行更加方便和舒适。 铁路客运站是旅客集散的聚集地，是一个城市对外交通的门户集铁路运输、 城市公共交通、客流于一体，也各种交通方式衔接的主要基地【2 】。目前，世界上许 多大城市铁路客运站一般都建设在城市市区内，方便了旅客的出行。因此，铁路 客运站和市内其它公共交通方式的衔接对城市的发展和市民出行会产生重大影 响。综观国内外铁路客运站的发展历程，零换乘“或“一体化换乘”m 综合交通枢 纽的发展方向无疑将成为铁路客运站主要趋势。m t - 已经有许多成功的实例，国 内上海虹桥火车站和北京南站等基本上也实现了“零换乘”。虽然从铁路客运站发 展趋势上看，我国的铁路客运站的综台枢纽建设理念正逐渐与国外接轨但要达 到国外的先进的水平，在短时间内是难以实现的，尤其是在铁路客运综合技术水 平和管理水平方面，与国外相差甚远。因此迫切需要对既有交通进行整合，对交 通基础设施进行，提高铁路客运站的换乘效率。 北京站是国内大型的铁路客运站之一，是铁路、公路和城市公共交通等多种 运输方式的交汇点，是客流集散、换乘的重要场所。北京是我国的政治、经济和 文化中心，每年都会吸引了大量的国内外游客和劳动力在北京聚集，同时随着北 京市的机动车数量急剧增加和人口不断增加，作为北京市重要交通枢纽的北京站 经常会因为大量客流集结而不能及时疏散，导致了严重的交通拥堵问题，使乘客 在交通上的耗时增长降低了乘客的出行效率。这促使人们对乘客换乘问题进行 研究，提高乘客的换乘效率。 韭基窑坦左芏亟堂焦监塞堑监 11 2 研究意义 目前我国正在积极开展大城市综台交通枢纽的设计、规划和建设等方面的 研究、探索和实践工作，但是成熟的、系统的方法以及成功经验还比较缺乏。综 合交通枢纽规划、设计和建设迫切需要先进的相关的理论和方法来指导。如何对 交通枢纽现有的基础设施资源配置和运营进行设计优化，对提高交通枢纽集聚和 疏散旅客的能力，有效缩短旅客换乘时间，为广大旅客提供方便、快捷、舒适、 安全的交通环境，为城市交通枢纽建设提供借鉴，最终实现城市综合交通枢纽交 通系统的最佳的运输效率和效益，是值得探讨的问题。同时。对建立合理的铁路 综合交通换乘体系，促进铁路综合交通枢纽和城市内外客运交通方式的合理衔接， 协调各种交通运输方式之间的运能匹配使各种交通方式之间能有有效地进行换 乘，具有重要意义。 北京站是连接城市对外交通与城市内公共交通以及其它各种客运交通方式转 换的纽带之一，是北京市客流、车流、物流和各种信息流聚集地。但是北京站建 立的时间早，加上北京市城市规模的不断扩大、城市人口数量不断增加导致当时 的规划建设越来越难以适应北京市的发展了。对客流组织进行优化可以帮助建立 快捷方便的衔接换乘系统，从而有利于科学地、合理组织乘客进行换乘。因此， 对北京站窖流组织进行动态仿真分析可以找出乘客换成瓶颈提高北京站站的运 营管理水平，有利于方便快捷的组织乘客换乘。由于目前我国现对现有车站进行 优化改进的实例几乎没有，所以根据铁路客运站的实际情况，对铁路客运站乘客 换乘进行仿真研究工作，是十分及时必要的。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究概况 与国内相比，国外发达国家对铁路客运站的改造研究进行相对较较早，发达 国家凭借先进发达的技术和雄厚的资金以及先进的设计理念改善了铁路客运站 的换乘环境，使铁路客运站向着快速通过、便捷换乘的方向发展。进而提高旅客 在车站的换乘效率提高了客运站的服务水平。 在综合客运枢纽站建设方面，许多欧美发达国家非常重视大型综台客运枢纽 站的建设，已建成许多“零换乘”或“一体化换乘”大型综合客运枢纽，其规划 建设理念和方法值得我们借鉴。英国的伦敦滑铁卢国际客运站、日本国铁东京新 宿站、德国柏林的来哈特车站、法国巴黎里昂站以及美国纽约市与华盛顿区的联 韭毫窑煎左掌亟堂僮熊毫 蟹 墟 合车站均将铁路、地铁、电车、公共汽车和私家车等多种交通方式连为一体，形 成综合交通网络。来哈特车站”据法国目前大型国际综合客运枢纽之一，它涵盖高 速铁路、公交、长途汽车、城市轨道交通等多种交通方式，车站主要由东西方向 的高架轨道交通和南北方向的地铁构成，车站主要的疏散通道为城市轨道交通出 入口：巴黎的戴高乐航空港，集中了新干线( t g v ) ”j 、快速地铁( r e r ) 、小型地铁 ( m i n i m e t r o ) ，将多种交通方式直接引到车站里，通过垂直或水平自动步行通道进 行相互换乘，车站在保证购票等方面的快速便捷外，尽量缩短了乘客在站换乘时 间，使所有乘客的换乘均在站内完成既缩短了换乘时间，叉提高了换乘效率； 日本东京的新宿站( 日客流约t 0 0 万人次) 采用了多层衔接的方式，完成铁路与地铁 及其它交通工具之间的换乘州，这种新式的换乘枢纽既改善了换乘的舒适度，又减 少了换乘时间，逐渐成为挠乘枢纽的发展趋势；伦敦一些重要铁路站和地铁站几 乎都建在一栋建筑内，形成了十分方便的换乘运营体系【7 l 。伦敦的车站不仅通过改 变轨道线路布局和车站布局还采用了智能卡、电话信息系统、改进停车场等有 效措施来方便乘客换乘口】。 在客运站乘客换乘方面理论方面，国外学者已经进行了深入的研究，取得了 一系列研究成果。s e d d o n 和d a y 通过研究发现，如果公交车的发车时间间隔低于 一个瓶颈，乘客换乘等待时间将会呈现随机性，且发现在曼彻斯特这个值为1 0 分 钟，而o f l a h e r 时和m a d a g a n 9 1 研究发现在利兹这个瓶颈值变为为1 2 分钟；j a n e z 】 建立了用二重图表示公交网络中乘客换乘情况的简化模型；l o z a n o a 与s t o r c h i g 【i ” 研究了乘客换乘方式选择问题。c l e v e r 等人对定时换乘系统运营模式。管理方式以 及信息控制等方面进行了深入的研究，他们利用洛杉机等大城市的数据进行了实 证研究；w i n n i ed a m e n 等学者通过对大量数据的采集与分析，建立了比传统的最 短路径选择模型更为精确的描述乘客换乘路径选择行为的效用模型，该模型重点 关注了斜坡、通道、电梯、楼梯、自动扶梯等设施服务水平和公共客运枢纽站内 步行线路对乘窖路径选择行为的影响；r i k yd 分析了欧美大城市实施停车换乘的 静态换乘强度的数值，r o b e gs i l 2 通过计算得出美国洛杉机中心区的基本换乘强度 为1 5 2 ；文献i t 3 1 4 1 建立了在多种方式乘客联合运输中为乘客规划出行路线的程序 框架和模型，以便节省乘客的出行时间。提高换乘效率：m a r t i n sc l 【】”以成 本最小化为目标，并同时满足需求约束和资源约束，建立了接运公交线路和发车 频率的优化模型，同时提出了一种改进的启发式程序组合求解算法：l e e ，k u r tk t 【l ” 研究了各种交通方式对乘客换乘的影响，在此基础上提出了通过优化各种交通方 式的松弛时间来提高换乘衔接的效率。 在行人交通仿真领域，国外学者对行人仿真研究较早，提出并建立了许多宏 观、中观及微观理论和模型，用仿真模型对行人在大型建筑物中应急疏散，火灾 | e 基至煎丕堂堑土堂焦监塞疆监 逃生等模拟。科技和计算机的迅速发展为微观层面上描述行人提供了有力的支撑， 为微观仿真模型提供了技术支持。g i p p s 1 7 1 等人最早建立行人个体行为模型，其假 定条件是行人的移动符合最短路定律，他们建立了简单的行人路径选择模型。物 理学家h e l b i n g ( t e l 在t r a n s p o r t a t i o ns c i e n c e 上发表论文提出了著名的“社会力”模 型( s o c i a lf o r c em o d e l ) n 时阐述了行人交通的复杂性；f r a l n 9 i 2 0 在1 9 7 1 年发表文 章最早宏观的行人仿真模型，包括行人步行的平均速度、密度以和流量等参数。 r o g e r l h u g h e s 教授1 2j j 运用连续介质理论推导出了人群流动方程，解释了麦加朝 圣人群的运动情况得出了许多值得借鉴的理论；日本教授o k a z a l d t 丑 等人于1 9 7 9 年在论文中提出磁场力学模型，在模型中运用磁力学原理将行人和障碍物定设为 阳极，而将行人目的地设为阴极在力相互作用下，避免了行人在运动的过程中 与其他行人和障碍物发生碰撞，根据作用力的大小行人调整其运动速度；l u d w i g 和c r e m e r 在1 9 8 6 年将元胞自动机口”( c e l l u l a r a u t o m a t i o n ，c a ) 模型应用于车辆仿 真研究，并用实测数据对模型进行了验证，此后有学者开始将该模型应用于微观 行人仿真中。 在行人仿真软件方面，国外研究机构已经成功开发出一系列仿真软件并建了 行人仿真模型，这些模型既可以对大型建筑物内行人集散进行模拟，也可以为建 筑物的规划设计提供借鉴。荷兰d e l i ! tu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y 的研究人员开了 s i m p e d 软件，针对枢纽站的行人特征，建立了微观行人仿真模型，该模型论证了 环境对行人的影响可以通过仿真模拟来实现。该软件成功用于模拟行人在火车站 内各区域的分布及走行，并根据行人特征来对站内设施进行系统的评价及优化改 进。英国的l e g i o n 公司开发出先进的行人仿真软件，可以对一定区域内的行人进 行微观仿真模拟，通过模拟仿真可以找出能力瓶颈点，为规划设计提供依据。目 前，该软件在许多国家得到应用，不仅可以用于日常旅客行走的仿真，也可用于 大型建筑物在突发事件情况下行人疏散仿真。德国的v i s s i m 仿真软件最初用于交 通车辆仿真，用于车辆仿真模型，该软件现在也增加了行人仿真模块但还没有 成功的实际案例。 12 2 国内研究概况 在综合客运站的建设方面，自9 0 年代以来，我国城市综合客运枢纽的总体布 局规划布局陆续在许多大城市展开，目前许多大城市已经开始建设并建成了许多 大型综合客运枢纽。目前国内已经建立诸如北京南站、上海虹桥火车站、广州新 站、南京南站以及新武汉站等新型火车站，这些枢纽的换乘基本上可以在站内进 韭豆窑通太堂亟生 垃丝奎缝监 行，实现了“零换乘”或体化”换乘，以人为本的思想得以体现，在最大限 度的保证乘客换乘过程中的安全性和舒适性的要求的同时提高了换乘效率，有效 地疏散了乘客。 在客运站乘客换乘方面理论研究方面，国内虽然比国外起步较晚，但也取得 了丰硕的研究成果。周伟，姜彩良口4 性文章中突出城市交通乘客换乘衔接理论框 架从换乘量、换乘组织衔接、以及换乘评价等方面阐述了城市客运交通乘客换 乘理论与研究方法并进行深入分析和探讨；吴友梅，张秀嫒口”认为乘客换乘问题 主要可概括为设组织协调和各接续两类，规划换乘设施可以提高乘客换乘效率以 及整个公共交通系统的运行效率井针对城市公交换乘问题给出了优化建议；李 得伟“运用交通工程理论、复杂系统理论、最优化理论、博弈论以及仿真技术， 对乘客集散模型和微观仿真进行了深入研究并建立了城市客运站乘客集散和仿 真理论体系；裴玉龙口”等提出了计算换乘需求量的主要的参数和确定自变量方法： 孙小年等口”建立了城市客运站乘客换乘评价方法，并对城市客运站乘客换乘问题 采用层次分析法进行分析和评价：周雪梅【2 q 等从城市交通乘客换乘衔接入手。分 析乘客换乘的特点以及换乘枢纽对城市交通的影响，提出了城市客运枢纽站向一 体化方向发展趋势。刘学军口0 】在分析换乘车站内的乘客的换乘方向、抉乘点、换 乘方式以及换乘时间的基础上，总结归纳了换乘站的形式分类，并分析了换乘车 站的布局和原则。李风玲，葛正义等口l 】建立了城市轨道交通乘客换乘综合评价体 系采用a h p 法对各评价指标赋予权重，并给出了评价换乘效果评价值的计算方 法；李伟，王炜p 4 等运用多目标灰关联评价模型，对城市交通枢纽站换乘的效率 进行有效地分析和评价，在评价结果的分析及对比基础上，对枢纽站的布局、规 划、换乘衔接和客流组织等提出了建设性的优化建议。 在行人交通仿真方面目前国内对行人交通研究存在一定的局限性，根多行 人交通设施在设计规划时没有全面考虑行人交通特性。但不少学者也进行了相关 的研究。香港的w i l l i a mh kl a m 3 w 等人研究了香港不同的行人设施中行人的 行走速度，得出行人在通过人行横道的平均速度为1 2 7 m s ：林思能建立了行 人在人行横道上穿越车流过街的模型，分别在不同条件下模拟了行人和车辆的运 行，获得了不同条件下的效率参数；孙立光口”等在对基于力的行人仿真模型分析 基础上，提出了可用于连续空间的新的微观行人交通仿真模型一邻域决策模型， 该模可以对行人的非线性决策特征进行模拟，和基于力的仿真模型相比，更准确 的模拟了行人的行走过程：徐高即1 提出通过计算机仿真技术来获得疏散时间的方 法，通过对地铁站乘客疏散模拟，获得乘客的动态过程和疏散的时间，进而合理 评价车站：饶雪平口”基于排队论建立轨道交通站楼梯和自动扶梯处乘客的延时模 型，给出了乘客延时指标公式，为了解车站楼梯和自动扶梯处的乘客延时情况提 韭星至通丕芏亟主堂焦监奎垄监 供了依据；张建勋口”利用v i s s i m 仿真软件对换乘车站进行抽象建模、参数校核 和乘客模拟，取得了较好的仿真效果，进而达到评估换乘站乘客集散效率的目的； 王建聪，高利平 3 9 1 等人以西直门地客运站为研究背景，并建立了的乘客换乘组织 仿真模型提出了提高公交车发车频率、增加行人过街基础设施与缩短换乘距离 和时间等建议，并通过建立的仿真模型对采用改进建议后的客运站就行仿真模拟。 中国安全生产科学研究院的研究员钟茂华【柚】、博士史聪灵h ”东北大学学者陈宝智 ”以及中国建筑科学研究院的刘文利邮1 等研究人员对不同类型建筑物人员安全疏 散行为进行了相关的模拟研究和分析。 在仿真软件研究方面，和国外相比还存在一定的差距但在该领域也取得了一 定的进展。北京交通大学的研究人员针对地铁站乘客换乘集散研制出一款仿真软 件，主要用于解决地铁站乘客换乘等问题：铁道科学研究院等研究机构菇同开发 的仿真系统解决了列车作业过程问题；中国矿业大学的周心权教授1 开发了矿井 火灾模拟软件一m f i r e 该软件在国内和欧美一些国家得到了应用，近年来，改 进后的m f i r e 软件被应用到高层建筑和地铁火灾乘客疏散模拟中，产生了良好的效 果。 1 3 研究框架和研究内容 13 1 研究框架 i e 豆至遵友芏 亟堂僮监童绪：l 盘 l32 研究内容 图1 - 1 论文研究框架 f i g1 - lp a p e rr e s e a r c hf r a m e w o r k 1 、铁路客运站换乘衔接理论 本论文对铁路客运站相关理论和换乘衔接理论进行了总结。 2 、北京站乘客换乘现状分析 论文对北京站进行了简要的概述；分析了北京站换乘交通条件，主要从换乘 地铁、公交车、出租车和私家车几个方面进行了分析。 3 、北京站乘客出站调研 论文对北京站乘客进行了调研，对出站口、出租区域和地铁区域的乘客到达 率及相关数据进行了收集，并对调研数据进行了分析。 4 、北京站乘客换乘仿真建模 通过对北京站实地调研并运用仿真软件建立了仿真模型对仿真结果和参数 进行了分析。 5 、北京站换乘优化建议 在对仿真结果和参数分析的基础上对北京站乘客换乘提出了优化建议。 韭立奎亟盍望蝤堂焦监蛮壁雎蚕重韭逸垂堑撞垄盐 2 铁路客运站换乘衔接理论 2 i 铁路客运站 211 我国铁路客运站发展进程 第一阶段： 新中国成立后由于社会经济发展的需要，我国铁路客运站建设开始进入高潮， 从新中国成立到8 0 年代是我国铁路客运站建设的第一个阶段。这一时期主要是借 鉴国外( 主要是是指苏联) 经验并探索适合我国实际情况的时期。这一时期的铁 路客运站在外观设计上追求纪念新中国的形象，主要采用高大和庄严的形象，钢 筋混凝土框架为主要结构。到7 0 年代铁路客运站的发展不仅在理论上，在实践 上也比较成熟，基本符合当时的基本国情。这一阶段的铁路设计指导思想对现在 铁路客运站的建设依然存在影响。 第一阶段铁路客运站主要包括三大部分：站前广场、站场和站房，而且这三 部分都在同一个平面上。站房大多采用集中式布局，以候车室为主，候车室一般 分为两类：普通候车室和特殊候车室，站房被实体墙划分为若干空间，售票、问 询、行李、餐饮、等辅助空间分布在候车厅和进站厅周围。这种集中式布局在当 时适应了铁路客流量小、车次少、以及单次客运量大的特点。 第二阶段： 进入2 0 世纪8 0 年代，我国处于改革开放新时期，随着我国国民经济的快速 发展，铁路客运量和货运量迅速增加，铁路运能全面吃紧。国家对铁路建设高度 重视，相继出台了一系列有效措施鼓励铁路建设，此时铁路客运站进入了高速发 展时期。这一时期，全国各大城市兴起了建设铁路客运站的高潮。随着改个开放， 国外铁路建设的先进理念和技术涌入我国，我国铁路客站建设进入了第二个的高 潮时期，我国铁路客运站建设事业又向前迈了一大步。 在铁路客运站发展的第二阶段，我国先后建立了一大批客运站，北京西站、 沈阳北站、天津站、重庆沙坪坝站、上海新客站、成都站以及杭州新站等等都是 在这一时期建立的。通过对这一时期的铁路客运站研究发现，这个时期铁路客运 站基本上可以分为两类：一种是将原来面积小数量多的候车室重组，简化候车空 间变成大的候车室；另一种则是采用高架候车厅模式。 第三阶段： 韭立奎煎太堂亟土堂位盐奎堡照垄堡堇捶垂餐撞堡垃 2 1 世纪以来，我国在铁路建设方面，一方面对普通铁路进行了全面提速，另 一方面也开始并建成了一系列高速铁路。在此背景下，新一轮的铁路客运站建设 和改造的高潮已经开始，表明我国的铁路客运站发展进入第三个阶段。在这个时 期，一方面各城市对普通铁路进行全面提速并对铁路客运站进行改造：另一方面 大型高速的铁路综合客运枢纽也在建设之中。 对原有的铁客运站进行大规模改造，使得原先的铁路客运站建筑和铁路运营 不太适应，单纯的扩大站房容量已经不能适应铁路的发展了，不仅要解决站房现 存问题，而且要探索有一定前瞻性的铁路客运站改造方法。但目前对于新型铁路 综合客运枢纽建设仍存在不同的意见。这一时期对铁路客运站的划分依据并不充 分，虽然现在上海虹桥火车站、北京南站新型综合客运站的建设完成并投入运营 但是这些客运站站房模式的核心内容却是从高架候车模式演变来的，和高架候车 模式相比有了很大进步，但是与前一阶段联系紧密，这一阶段划分还有待商榷。 212 铁路客运站的功能 现代铁路旅客运站的功能，己由传统的单一旅客运输功能，逐渐向多种复合 功能转化，在保证铁路旅客运输功能的前提下，比较突出了城市交通换乘衔接和 服务功能这两种功能1 4 ”。虽然服务功能在铁路客运站建设中地位越来越重要，但 服务功能是从属功能，重点仍是旅客运输功能，即对客运站的旅客，按不同的方 向和目的实现换乘、停车、集散和引导四项基本功能。 旅客运输功能 铁路客运站传统的最基本的功能是旅客运输功能即使在现代大型综合客运 枢纽中旅客运输功能仍然是最重要的功能，为保证铁路客运站的旅客运输功能， 客运站用做到五项基本任务：1 、要安全迅速、有秩序地组织旅客上下列车；2 、 尽量简化乘客进站手续：3 、为旅客提供方便舒适的候车环境；4 、办理旅客列车 的 惦和发送；5 、办理包裹行李的托取、搬运和装卸。为了完成这五项基本任务， 铁路客运站必须进行三个方面的作业；1 、运输作业。包括行李包裹的承运、保管 和交付等等：2 、服务作业。包括组织旅客上、下列车、候车、咨询、行李寄存， 简单的文化、餐饮、等商业方面的服务；3 、技术与客运准各作业。包括旅客接发、 车底取送、机车技术检查，列车上的餐饮服务等。 城市交通换乘衔接功能 铁路客运站一方面承担了城市之间的旅客运输任务；另一方面，从整个城市 角度来看，铁路旅客车站又是城市内外客运集散的重要设施，是城市规划中重要 的组成部分，特别是2 1 世纪以来，人们生活水平大幅度提高，旅客出行量加大， 韭立窑堡盔芏亟堂熊鲨奎壁堕墨重地基垂煎燕堡监 铁路客运站对一个城市的作用越来越重要。因此。现代铁路客运站与城市公共交 通换乘系统衔接显得尤为重要。 在以往铁路客运站建设中，也曾提出“方便换乘城市交通工具”的要求。但 是，在分割管理的体制下很难做到。比如，某车站把原先安排在广场内的公共汽 车站转移到广场外面，理由是保持客运站广场的秩序，便于对铁路管理。现代铁 路客运站在建设上，充分体现以人为本的思想，以服务旅客为宗旨，尽力做到乘 客换乘衔接便捷、舒适尽量缩短乘客换乘距离，提高乘客换乘效率。新建立的 上海、沈阳北天津等客运站，充分考虑了铁路站房与公交场站之间的关系，有效 缩短了乘客的换乘距离。 服务功能 随着社会经济发展，旅客已较多的注意出行的效率和舒适度了，旅客逗留或 通过客运站期间，希望获得多方面的服务。目前我国运营的铁路客运站主要提供 了以下几种服务：有点服务设施，主要包括信函、市话、长途电话等；休息的场 所，就餐、文化娱乐场所：综合商店以及信息交流服务等等。 以上所列的服务称之为综合服务。在服务设施上国内铁路客运站和国外还 有很大区别，我国设置的多为综合商业类服务，主要考虑了旅客的旅行需要，而 国外客运站则是城市社会功能，竞成为城市的副都市，这将是我国铁路客运站的 发展趋势。 2 1 3 铁路客运站现存问题和发展趋势 随着经济的发展，我国许多城市的规模不断扩大，城市中交通量和交通工具 快速增长，铁路客站与城市交通方式的关系己成为影响城市发展和建设的重要问 题一方面，铁路客运站在城市中的地位更为重要，所扮演的角色也发生了变化， 铁路客运站功能更加复杂面临挑战和矛盾更加突出。另一方面，各界对铁路客 站的综合交通功能、城市开发功能以及体现地域文化等方面的要求越来越高对 铁路客站空间规划设计也越拉越高。然而，我国现存的城市交通体系相对滞后， 许多地方政府过于注重客运站的城市大门形象，大的客运广场使旅客出行距离加 大。由于管理体制以及运营模式等因素的影响在今后一段时间内，我国铁路客 运站的城市综合换乘作用的发挥仍会受到制约。现存铁路客运站主要有以下几个 问题： 车站出入口数量不足，使得进站和出站客流交差 早期的客运站适台当时客流量小的特点，所以建立的客运站出入口数量少， 但随着城市的发展，客流量的增加，当时的设计已经不能适应现代的发展了。在 j e 立窑堂盍生亟堂垃盐塞壁跬奎垂堂燕丞堑撞堡监 春运或者客流高峰期经常会见到乘客进出站排队、拥堵现象十分严重，以致造成 交通瘫痪。再者，铁路客运站在建设初期并未考虑将进站和出站客流分开，导致 现在进站和出站客流交叉，相互干扰，大大降低了旅客的通行效率，也不利于客 运站的管理。有的铁路客运站在出入口附近没有设置缓冲空间或缓冲空间面积过 小，高峰期造成拥挤，阻碍旅客的通行速度，使旅客滞留。由于缺乏管理，在出 站口附近随意停放出租车或者私家车以及自行车等等，造成交通拥堵。 站前广场功能分区不明确，交通秩序混乱 根据我国铁路客运站站前广场主要存在以下问题：旅客与车辆在同一平面上 行动加上人随机流动性太，形成人车交互穿插，秩序混乱。既有客站有的站前广 场功能分区不合理，使不同的交通方式站前广场内各行其道。而通过合理的功能 分区不仅会减少相互干扰，也会使站前广场秩序井然提高旅客和车辆的通行效 率。目前，明确的功能分区往往是我国许多站前广场所欠缺的。大量的旅客聚集 在站前广场上。在高峰期造成拥挤。另一个重要的原因就是铁路客运站建设初期 对铁路客运量的估计不足造成的。随着我国社会经济的发展大量外来人员涌向城 市，进城务工人员的剧增也是设计者在当时没有预料到的。因此现存的大多数客 运站广场面积已经能满足当前旅客出行的需要。以北京西客站为例。经常会有大 量旅客在广场滞留，甚者一些旅客不得不在广场席地而坐，不仅阻碍了广场交通 的便利，也给客运站管理者带来了困难。 站场设置不合理 许多客运站对站场的设计放在了次要的位置，随着铁路的发展，这种设计观 念已经产生负面的影响。现代客运站的设计理念已经发生转变从初始的毗方便 管理为主转变成以旅客服务为主，站场的地位发生改变，越来越中重要。现在的 站场是客运站不可缺少的一部分。既有客运站存在不同程度的问题：有的站台高 度较低，使乘客上下车较费力，对那些行动不便的旅客这个问题尤其突出：对建 立站台雨棚重视程度不够，有的甚至没有站台雨棚，旅客乘车舒适度较低。有的 车站雨棚桂设在站台上，阻碍了旅客行走线路和视线；跨线设施设置不够合理， 地道和高架桥位置布局不够合理缺乏以人为本的理念。 客运站内部旅客导向不明确，旅客流线迂回 火车内部导向明确对于初次来到的乘客是十分必要的。在火车站内部经常会 遇见乘客问路的情况，其原因是站内没有明确的引导标识给他们提供正确的指导。 有的客运站虽然设立的引导标志，但也没有很清楚的告诉乘客如到达自己的目的 地。是许多旅客好像进入了“迷宫”，一些车站的指引标志不够明显，乘客不容易 发现，一些次要的车站标识被忽略，如有的标志只标示出了出站口的方向而没有 标示出租车载客区域的位置，致使有的乘客出站后才发现出租车打车区域在站内， 韭立变通盍堂堡兰垃监童壁照奎重盐基垂街接堡监 因此，不得不回到站内去乘坐出租车。对于那些特殊的乘客他们可能没有识别标 识的能力，通过标识进行引导是不够的，必须安排专门的工作人员进行引导，如 设置咨询服务台。但是许多客运站并没有为乘客提供这样的空间，有的虽然设置 了咨询服