摘要
由于城市人口的数量越来越多，居民的出行方式也变得多了。 城市轨道交通成为了居民每天最便捷的交通方式。同时，最容易突发大客流的是某个城市举办大型活动。城市轨道交通的缺点在于起始点之间的线路较长，行驶过程中的车站环境也不是单一的。且地铁运营的区域不仅限于地上空间，选择地铁出行的人数也相对较多，在发生突发事件时，为设置乘客逃生的出口较少，很容易使乘客产生慌张情绪，容易发生危险事件，比如踩踏等事故，会严重威胁到乘客的个人安全。在这同时，轨道交通系统也会受到很大的影响，会使居民选择轨道交通出行的几率降低。本文以通过从系统内和系统外两方面深入研究并制定出了城市突发大客流的轨道交通解决方案，通过对大客流产生原因及特性分析以及地铁的通过能力还有系统方案调整方面对突发大客流进行了细致的分析。
关键词：轨道交通；突发大客流；客流疏散；运营安全
引言
地铁车站如果突然发生大客流，为了保障城市轨道交通准时到达站点，相对其他出行方案的快捷性以及地铁更好地保护乘客人身安全，应通过解决方案尽快地将拥堵的乘客疏散开来。突发大客流首先要在其发生之前，车站及其该车站所在的线路做好预防工作，防止事情向不可预测的方向进行。其次在预防后，大客流已经发生时，迅速通过已有方案对拥挤的人流进行疏散，减少一些可避免的损失，这样会使车站尽快地恢复正常运营。通过对大客流产生原因及特性分析以及地铁的通过能力还有系统方案调整方面对突发大客流进行了细致的分析，并通过实例对我国地铁车站的突发大客流情况作出相应措施。
1 城市轨道交通突发大客流分析
1.1大客流的相关概述
（1）大客流
关于如何定义大客流，在文献中并未有明确的定义，只是对于如何定义大客流，查阅的文献中给出了两种方面的定义：第一种对大客流的定义是轨道交通自身系统的运营安全和车辆设备设施这一方面的；车站在某一时间段内，乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内。第二种对大客流的定义是乘客个人的身心感受以及进出站乘客的速度和人数这一方面的；在某一时间段内，乘客进出站人数增加，导致乘客难以行动以及乘客因人群拥挤而产生的身心不适，从而这段时间内的进出站乘客造成了这个站拥挤的状态。本篇论文是以第一种即轨道交通自身系统方面为基础所写，也就是说大客流是指车站在某一时间段内，乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内。
（2）突发大客流
突发大客流是指由于很多原因造成进出站的乘客在车站内行动缓慢，造成拥堵，这些原因包括工作日的早高峰、节假日、大型活动以及恶劣天气等等，造成乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内。
（3）可预见性大客流
可预见性大客流顾名思义，是可以预测到要有大客流发生的大客流，这些都可提前预防，并做出相应的预防方案。比如一些法定节假日，像春节，大量游客和返乡的乘客会在节假日前中后选择出行；还有一些很多人会聚集在一起的大型娱乐活动，在活动前后发生的大客流。
（4）不可预见性大客流
不可预见性大客流顾名思义，是不可以预测到要有大客流发生的大客流以及轨道交通系统内部的突然发生的状况或没有预料到的暴风、暴雪等天气。
（5）客流疏导
客流疏导指轨道交通内部人员对车站内拥堵乘客进行指引，通过已制定的疏散方案以及突发状况的应急处理办法进行乘客的疏散，合理地安排车站内的出入口、闸机、售票机等设备。
1.2突发大客流的产生原因
地铁突发大客流的产生原因主要有以下几个方面：
（1）工作日早晚高峰
在整个城市的公共出行方式中，地铁是许多当地市民和工作者会选择的出行方案，地铁的线路能贯穿整个城 市，速度也相对其他出行方式快，所以是市民上班和上学的重要出行方式。而工作者的时间和学生上学的时间段都是集中在早上和晚上，所以在这两个时间内，地铁车站人数会有明显的变化，称之为早晚高峰期。工作日早晚高峰是最明显的一种大客流。
（2）节假日
在中国，有很多国家法定的节假日，比如国庆节、端午节和中秋节等这些节假日除了特殊工作者，一般单位和学生都会放假，而且很多旅游景点在节假日也会有优惠，就导致许多居民选择游玩，节假日期间，车站、旅游景点、大型广场的进出站乘客人数会在这期间一直增长，就会发生大客流。据统计分析，2017年10月，国庆节期间北京地铁站乘客人数达到最高，为30.15万人次，节假日期间车站客流都有明显上升。
（3）大型活动
在这几年内，中国经济水平发展迅速，居民的生活水平和精神文化都得到了很大的提升，我国举办的大型活动也逐渐增加，某个地方举办大型地比赛或者大型展览等活动时，这个地方的乘客流量就会显著增加，在接近活动地点的地铁车站会发生很大的乘客聚集和分散。
（4）突变的恶劣天气
如果突然发生不可预料的暴雨、暴雪等恶劣天气时，城市公共交通的地面上交通会方式不可继续开行，而地铁是在地下，没有很多因素能影响到它的开行。这时，需要乘坐公共交通的乘客大多数会选择地铁，再加上有一些居民没有避雨，避风的地方，也会选择就近的地铁站躲避恶劣天气。这就会造成车站的人员数量增加，甚至会超出地铁的承载能力。
（5）突发亊件
如果正在乘地铁时，发生不可避免的天然灾害或者地铁列车的突发事件时，乘客的心理和身体都会受到严重的不适，同时车站内的人员也会有慌乱行为和心理，这种情况下，车站的工作人员要及时的应用应急方案，安抚好乘客。
1.3突发大客流的特征分析
（1）大客流的时间分布特性
大客流时间分布特性是指，在很多情况下，乘客进出站的人数会随着时间的变化而变化，这种变化是很容易发现的。通常人员密集的车站，这种变化更容易观察出来。这种不均衡性通常用不均衡系数α1，来衡量分时客流的不均衡度，计算公式如下：
（2）突发大客流空间分布特性
在某个地方产生大客流时，这个地方附近的车站就会有很大的乘客人数，但是同一地方的其他车站人流量几乎不变，这就造成了两个不同空间的乘客流量不均衡，通常用不均衡系数α2 来衡量断面客流不均衡度，计算公式如下：
（2）上下行方向分布特征
在某个地方发生大客流时，在活动开始前或上班前，可能上行的乘客人数要比下行的乘客人数多，那么在活动结束或者是下班时间，下行的乘客人数要比上行的乘客人数多了，这就造成了上行与下行乘客流量的差距，所以说上行与下行方向客流分布存在不均衡性，通常用不均衡系数α3来衡量同一条线路上下行方向的不均衡程度，计算公式如下：
1.4突发大客流对城市轨道交通运营系统产生的影响
当车站突然发生大客流时，乘客人数突然增加，车站内会造成人潮拥挤，乘客在车站内的行动速度变慢，乘客的心理也会产生不适，从而乘客的地铁乘车体验感也大打折扣。更为严重的甚至会发生危险的踩踏事件，同时车站系统内部也会有消极影响。
（1）降低车站客运服务水平
若突发大客流时，车站内部员工没能做到迅速的疏导乘客，没有迅速按照疏散方案进行人员疏散，这将会加重人员的堵塞。同时车站内的进出口闸机、售票机、安全通道没有及时做出紧急改动，也会加重人员的堵塞，乘客的地铁乘车体验感也大打折扣。
（2）降低列车输送效率
若突发大客流时，大量乘客需要进站出站，车站人员密集，乘客上车缓慢并且拥挤，必将出现列车到点不能发车的情况，这就大大降低了列车的输送效率。
（3）引发安全事故
若突发大客流时，大量乘客需要进站出站，从乘客的角度考虑，车站内拥堵，环境嘈杂，乘客就会造成心理上的烦躁。若某些乘客发生混乱，就会造成很严重的踩踏事件，若发生踩踏事件，就会有很严重的个人财产的损失和人身安全。
2 城市轨道交通能力分析
轨道交通突发大客流时，车站内乘客人数急剧增加，乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内，乘客会在大客流中发生安全事故，同时地铁系统内部也会有消极影响。这一章将以车站乘客流量的流线为基础，研究城市轨道交通系统内部的交通能力。其主要包括两个方面：一是车站通过能力，二是车站安全容纳能力。
2.1车站客流流线分析
乘客在地铁进行交通出行时，会出现三种通行，它们分别是进站、出站和换乘三种，这三种通行方向有所相同又有所不同。在进站过程中，首先就是乘客选择进站口，进站后需要安全检查、如果没有购票则需购票后检票过闸机，随后进入站厅，选择三种中的任意一种方式到达然后就可以上车进入车厢内。乘客出站时，与进站时相反。若乘客想要换乘，乘坐另一方向的列车，则需在下车后从站台转向另一站台。
2.2城市轨道交通车站通过能力分析
地铁车站的通过能力包括以下几部分：车站通道通过能力、安检设备通过能力、垂直移动设备通过能力、车站售票能力以及车站检票能力。
2.2.1车站通道通过能力
车站通道包括两部分，一是出入口，它是乘客进出车站必要条件。出入口的个数以及出入口是什么样子的都会影响车站通道的通过能力，出入口的形式包括 “一”字型、“T”字型、“L”型和“Y”型等；二是换乘通道，它是存在于两个不同线路的车站间特有的车站通道，方便了乘客的出行，换乘通道也是，它的个数以及出入口是什么样子的都会影响车站通道的通过能力。
2.2.2安检设备通过能力
安检主要是为了防止乘客进出站时乘客带进车站有害于自己以及其他公民的危险物品，将及时制止这种乘客进站。安检的过程中安检人员数量少、安检工具不齐全、安检设备不完善、乘客的行动速度过慢都会导致安检设备通过能力降低，相反，安检设备通过能力就会提升。
2.2.3垂直移动设备通过能力
在车站内楼梯、电扶梯以及无障碍电梯都属于垂直移动设备，之所以称为垂直移动设备，是因为这些设备可以帮助乘客完成车站内的移动，若楼梯、电梯的数量少、设备损坏未及时修，都会导致垂直移动设备的通过能力降低，相反，垂直移动设备的通过能力就会提升。
2.2.4车站售票能力
车站售票是车站内必不可少的一项，乘客通过购买车票进行乘坐地铁，车站购票方式还是很便捷的，人工售票是最简单的也是最适合老人，小朋友的方式。半自动售票也是一样的方便，相对于人工售票更快捷一些，最后一种是自动售票，这是在自动售票机上自行购票的方式，非常方便，购票速度也相对较快。截至到现在，在北京地铁各站都已经可以进行这三种购票方式，除此之外，更为先进的还有网络购票，手机下载北京地铁，就可查询并购买相应的车票。
2.2.5车站检票能力
车站内检票也是为了每位乘客的乘车安全，闸机和边门是车站检票的两大设备，闸机和边门的如何布置以及在进出站口闸机数量多少都会影响检票能力。
2.3城市轨道交通车站安全容纳能力分析
2.3.1站台容纳能力
乘客在车站内的乘车和下车以及候车等待都需要在站台进行，站台大小和站台容纳人数都会影响站台安全容纳能力。表1为应急客流组织方案的启动条件。
表1 应急客流组织方案的启动条件
| 客流组织方案 | 站台容纳率（人/平方米） | 客流持续时间（分钟） |
| Ⅰ级客流组织方案 | 3 | 10 |
| Ⅱ级客流组织方案 | 2 | 15 |
| Ⅲ级客流组织方案 | 1 | 20 |
2.3.2站厅容纳能力
对乘客进行进出站的安全检查以及聚集、疏散乘客和车票服务问题等要在站厅内进行。安全检查就要涉及到安检设备，车票服务就要涉及到车票的售卖和检查设备，与站台同样的站厅也存在很多影响因素，比如站厅的大小，在安全范围内能存在的人数等等。
2.3.3列车运输能力
运输能力顾名思义分为输送能力和通过能力。列车运输能力的内容以及影响因素如表2所示。
表2 列车运输能力的影响因素
| 列车运输能力 | 影响因素 |
| 列车通过能力 | 受行车间隔、折返方式和站停时间 |
| 列车输送能力 | 列车编组和列车载荷 |
同时前后两趟列车到达的时间差以及列车中乘客的人数都会给列车运输能力带来积极或消极的影响。列车运输能力是本篇论文所研究的突发大客流解决措施中最基本也是最最重要的一点，它的提高会给大客流的疏散起到至关重要的作用。
3 城市轨道交通突发大客流疏散组织措施
大客流是指车站在某一时间段内，乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内。从系统内部来说，城市轨道交通系统要控制并疏散大型的乘客流向车站内，要到做到两方面，一是迅速地疏散堵塞乘客，二是减少进站的乘客人数。如何在车站运营组自中看乘客的流向，图1清楚地展现了乘客的乘车行为，从图中可以得到，列车的正常运营需要三个组织共同完成：
（1）对系统运能进行调整，保证进出站的乘客人数能够与系统的运能相匹配，使得乘客有很好的乘车感受；
（2）对进出站乘客的人数进行严格把控，在安全乘车的基础之上，提升大客流下的列车通过能力和输送能力；
（3）除此之外还有系统外的，在地下的交通即地铁出现大客流无法疏散时，可以借助地面的公共汽车或者其他的交通方式。
从这三方面可以看出，疏散组织措施分为系统内部和系统外部，如图2所示。本篇论文本章主要是研究系统内部的原因以及解决方案。
3.1系统运能调整
大客流是指车站在某一时间段内，乘客进出站的人数不在该地铁的运营安全和承载能力范围之内。如果大客流发生前不预防、发生中不及时采用应急方案、发生后没能完善设备，那么这个大客流必将造成严重的财产损失和乘客个人安全问题。
3.1.1列车编组方案调整
列车编组根据突发客流的情况，适当的增加列车的车辆，进出站客流人数会有效减少。 如果车站内突发的大量乘客流入，是由于车站系统外的某些原因导致的乘客拥堵，这时列车的编组可以采用列车往返的线路与车辆段的线路结合，让这两个小的编组列车组合在一起，从而组成一组乘载人数多的编组列车。这样做可以提高列车的承载人数，缓解车站内的大客流拥堵现状。
3.1.2行车密度调整
对列车的行车密度进行调整既是系统调整中成效最为显著的方法，也是最容易调整的方法。调整方法就是在突发大客流的状态下，根据所了解的一些数据，对车辆进行缩减或增加。
在不改变行车编组方案的条件下，突然发生的乘客人数增加会使行车密度迅速增加，在车站允许的乘客数量范围内，增加开行列车的数量，同一时间内运输的乘客数量大大增加，同时车站内也不会造成乘客拥挤。表3为大客流在不同时间下爆发，列车有不同的密度难度。
表3 列车密度调整
| 大客流爆发时间 | 行车密度 | 增加行车密度难度 |
| 平峰期 | 较低 | 较小 |
| 高峰期 | 较高 | 较大 |
在行车安全的条件下，适当的减少两个列车之间的时间间隔，同时也可以增加列车咋行驶过程中的速度，减少时间。这些都会提高列车的运输能力，在相同的时间内，组织调整后，运输乘客的数量会大大增加。
3.1.3停站方案调整
在整个轨道交通的运营中，关于列车的停站，列车的经过路线，列车的停站时间间隔等等都是由停站方案来规定，所以停站方案是整个环节中必不可少的一部分。在不是停站的车站进行站停的方案与标准停站方案的优缺点如图3所示，图3中，好处是用“+”表示，缺点用“-”表示，“P”表示从乘客的方面看，“O”表示从系统内部方面看。
图3 非站站停站方案与常规方案的比较
3.2客流组织及控制
车站客流组织及控制是为了在大客流发生的时候，通过组织客流和控制客流尽量避免车站乘客堵塞，而车站客流拥堵的主要原因是以下三种：
1.车站内客流疏散的能力最主要的影响因素是某个设备，若车站内的闸机或者售、检票窗口出现故障，那么客流就会停滞不前，造成堵塞；
2.车站内的各种设备设施都是具有有限的通过能力，如果车站内的人员增多，就会造成设备口的堵塞，超过了车站设备的通过能力，无法正常运营；
3.车站内也是具有一定的安全容纳能力的，如果超过了安全范围内的容纳人数，车站系统会崩溃，乘客心理和身体都会有多不适。
因此，为了防止大客流对车站带来消极的社会影响，调整车站最大客流疏运能力、控制站内客流总量和提升客流有序性是车站客流组织及控制的三个方向。
3.2.1调整车站最大客流疏运能力
想要分析车站的疏运能力可从以下几个方面进行：
（1）调整垂直设备通行能力
当客流增加，工作人员应组织乘客迅速并安全离开车站。
（2）调整售票能力
对于可预测的大客流，再来临前准备好相关车票，增加售票窗口减少人员聚集。
（3）调整安检设备通行能力
可以增加安检工作人员的数量，增加检查口，加速完成对乘客的安检任务。
（4）调整进出站闸机通过能力
当车站客流急剧增加时，进出站的乘客进出站也是个问题，这时，车站内的进出站闸机可以进行快速进出站功能。增加进出站闸机的开放，从而提高客流疏散能力。
（5）调整车门通过能力 如果遇到非常严重的客流堵塞，列车停站后可申请多停站一些时间，更严重时，也可申请开列车两侧的车门，从而使列车在停站时间内尽量的承载更多的乘客，缓解站内压力。
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