摘要：城市轨道交通是我国城市公共交通系统的骨干组成部分。作为城市轨道交通线网中的关键节点，换乘系统是一个庞大的系统工程，对整个轨道线网的运营管理、经济效益及服务水平等均具有极其重要的影响作用。随着城市轨道交通线网规划与建设的高速发展，出行客流的快速增长，轨道交通线路间的换乘问题越来越突出，对整个轨道交通线网的正常运行造成了巨大挑战。因此，开展城市轨道交通换乘系统研究，对提升轨道交通服务水平，保障城市轨道交通正常运行和居民日常出行的稳定性具有重要意义。
关键词：城市轨道交通，换乘系统，综合评价，灰色关联，模糊数学
1研究目的及意义
城市轨道交通网络化发展是城市交通需求增长与供给不平衡催生压力后的必然产物，也是广大市民乘客对高效、舒适、便捷的交通出行需求下的必然产物。换乘站是轨道交通线网相联结的关键性节点，在整个线网运营中所具有的功能重大、地位显著，对其整体服务水平和运营效率具有重要作用。
轨道交通换乘的效率对客流在全路网上的均衡分配将直接或间接的产生影响，并影响路网能力能否充分利用及对乘客的吸引力度。城市轨道交通换乘站一旦出现问题，全网的运营和组织将陷入一片混乱，导致惨重的损失，并无法从根本上缓解。当前，我国各城市轨道交通线网换乘站存在的问题主要有以下几点：
（1）换乘站台之间的空间距离比较大；
（2）换乘站台面积不足及换乘通道设施的通行能力不足，未体现前瞻性
（3）换乘站内自动扶梯等便利设施配备数量有限，存在客流交叉干扰现象，客流线路引导不完善等问题。
本文从需求侧角度出发，从乘客需求、设施利用率、换乘效率、服务水平、客流组织等方面，对城市轨道交通线路之间的换乘问题进行全面剖析，并从高效性、便捷性、舒适性、安全性和经济性五个方面构建了城市轨道交通换乘系统综合评价指标体系，采用权重刻画法对换乘系统进行综合评价，提出评价的新思路、新方法，对今后轨道交通换乘系统评价研究提供参考价值，为运营管理相关部门提供决策依据。
2 城市轨道交通换乘系统分析
2.1 城市轨道交通换乘方式
换乘是指乘客在出行及旅行的过程中，从其中一种交通方式换乘转换到另外一种交通方式，或在同一种交通方式的不同路线之间进行转换的行为。轨道交通的换乘可以是两种形式，即可以是其他公共交通方式（如公交车、出租车、非机动车、步行）与轨道交通的相互换乘，或者是乘客不同线路之间的相互换乘。前者需乘客离开地铁站区。后者指出行者为了到达目的地，乘客无需离开车站付费区，在换乘站内直接乘坐其他方向的轨道交通线路，不用重新购买车票即可完成换乘。站在轨道交通系统的角度，城市轨道交通换乘系统则是以调度系统为中枢、以乘客为核心、以换乘设施为基础、以轨道交通车辆为必要条件的综合系统，从而实现乘客在轨道线网内在不同线路间转换。
2.2城市轨道交通换乘系统影响因素分析
影响服务质量和换乘效率的影响因素有很多种，不同因素的影响方式和效果不同，本文主对城市轨道交通换乘系统的影响因素简要分析如下：
（1）换乘客流量
影响其换乘效率中非常重要的因素是客流量，城市轨道交通其线网结构相对复杂，不同线路所能覆盖城市的不同区域。线网的规模、线路走向及首末站所处位置、公交的衔接水平等因素将直接影响换乘客流的大小。因而，换乘车站的设置需要考虑种种因素如城市的自然发展状况、轨道交通所能产生的客流吸引以及国家对公共交通的支持政策对客流进行预测，保证换乘站的规模满足未来客流增长的需求。中心城区的客流量与郊区相比相差较大。换乘客流量是评价城市轨道交通线路建设效率与功能发挥水平的重要指标。
（2）换乘时间
轨道交通中换乘车站的布局模式决定了乘客的换乘时间，是衡量换乘站其布局合理性、便捷性及服务水平的关键性指标。其总的换乘时间受换乘距离、换乘客流量等因素影响。换乘时间相对越短，能反应换乘行为越为便捷，换乘服务设施的效率则越高，反之则表明换乘越不方便。
（3）列车运行情况
列车运行受多方面的因素影响，主要包括发车时间间隔、准点率、交通状况等。同时，列车运行状况又影响着乘客的吸引率。
（4）设施能力利用率
设施能力利用率是指系统实际利用的服务能力与其设备最大服务能力的比值。为了防止换乘设施能力瓶颈的出现，换乘设施能力应与客流量、换乘量及乘客到达的规律互相协调。
（5）换乘站站台规模
换乘车站站台的尺寸应该合理设计，不能过小，也不能太大。过小的站台导致换乘乘客流量限制，容易造成交通混乱；相反，过大的站台设计将导致运能过剩，产生资源的浪费。因此，换乘站台长度应合理设计，考虑远期列车编组和安全距离需求计算（列车间安全距离常取4m），即换乘站台L：
（2-2）
式中：
——轨道交通车辆长度（含挂钩）；
——车辆联挂节数。
一般来说，常见的列车编组为6-8辆的轨道系统，换乘站台设计长度一般在130米—180米之间。
换乘站台的宽度设计应综合考虑未来换乘客流量、列车发车间隔、站台型式等多种因素综合设计，根据我国《地下铁道设计规范》相关规范设计，具体站台跨度可据此设计，如表1所示。
表1 我国站台宽度规定
2.3 城市轨道交通换乘系统存在问题分析
通过参考国内外文献，发现城市轨道交通换乘系统存在各种问题，本节选取几点共性问题进行分析。
2.3.1 设施布局问题
乘客在各轨道线路间的换乘行为如图1所示。各环节需要相互相接，以保证换乘系统正常运行。如图1 椭圆虚线表示换乘过程中容易产生的问题的环节。各环节的基础设施设置满足换乘客流疏散，并满足未来客流需求，才能为乘客提供良好的长期交通服务。当前换乘站存在诸多问题，如换乘距离远、换乘站台不便、换乘距离较大、基础设施配备不足，缺少安全防护等。
图1 城市轨道交通间换乘过程
（1）换乘站台之间的空间距离大
换乘站台设计应尽可能紧凑，缩短换乘站的水平、立面换乘距离，尽量避免换乘时间超过5min的设计。换乘方式的选择，以及基础设施的布局，直接影响换乘距离及换乘时间的长短，给乘客带来极大的不便。这种问题普遍存在于有多条线路相交的换乘站，主要表现为进出站安检机布置不当、换乘通道布局不合理。
（2）站台及通道设施的面积不足
换乘站台、楼梯、扶梯、直梯等通道是换乘的基础设施，如果基础设施配套缺乏，容易造成客流在换乘站内相互拥挤，降低换乘站疏散客流功能发挥，降低服务水平。造成该现象出现的主要原因就是在规划设计阶段，对换乘客流估计不足。
（3）自动扶梯等便利设备配备数量偏少
有些换乘站采用站厅式设计，换乘乘客需要借助自动扶梯等换乘通道完成，由于地铁线路服务周期较长，早期客流与未来客流相差较大，容易造成远期基础设施达不到需求，导致换乘站服务水平降低，配备的基础设施如楼梯、扶梯等数量不足，很容易成为换乘流线中不便捷的主要瓶颈。
2.3.2 客流组织问题
城市轨道交通最主要功能就是把乘客安全、快捷、高效地输送到目的地，并确保乘客出行时间最短，紧急情况下能够及时快速疏散。
（1）客流交叉、对流干扰问题突出
轨道换乘站是多种客流汇集的场所，客流相互交叉、对流现象明显，客流相互冲突容易造成换乘站台混乱，无形中增加乘客的出行时间。同时，给换乘系统的运营管理造成诸多不便。因此，换乘车站应合理布置基础设施布局，如售票处、检票口、出入口、楼梯、换乘通道等位置，基础设置的布局应避免在这些位置相互交叉。
（2）客流线路引导系统不完善
客流线路诱导是保证换乘乘客能够正确快速选择自己的出行路线，以便完成自己的换乘行为，缩短换乘时间的重要因素。便利的换乘系统需具备简单、直观的标志标线，便于换乘乘客查找线路。引导标志能相互协调一致、内容清晰、辨识度高，并设置在合理位置上，用以提高系统的服务效率。
3 城市轨道交通换乘系统综合评价指标体系构建
3.1 评价指标体系及其构建原则
3.1.1 指标体系的内涵
城市轨道交通换乘站的换乘效率评价前提是能确定全面、合理，可量化的评价指标体系。基于所评价数据相关资料，考虑其系统影响因素，列举全面的初选评价指标，基于专家反馈，结合乘客换乘视角，从提升服务体验出发，选取科学的方法，定性和定量对各指标进行量化处理。
3.1.2 指标体系构建原则
科学选取评价指标体系，对有效评价城市轨道交通系统的有重要作用，也是保证评价结果能够全面反映真实水平的关键。为了确保评价结论科学可靠，城市轨道交通换乘系统的评价应当以“出行便捷、顺畅、舒适”为基本目标，评价指标应当全面、合理、客观。本文指标的选取将遵循以下原则，构建指标体系。
3.2 评价指标的量化分析
多目标化的评价指标过程中比较难处理的一步就是无法统一度量各个评价指标（包含定性的、定量的），代入模型计算更是困难。所以，为了最大程度地消除因量纲不同、计算方法差异对评价结果造成的影响，在换乘系统综合评价之前需先对各个指标进行无量纲化处理。
指标无量纲化是对各指标进行单位统一标准化，最终将指标值统一量化为[0，1]区间。效益型指标，表示其值越大越好；成本型指标，表示其值越小越好；对于区间型指标，则适中为宜。因此，应针对指标类型采用相应的函数来处理。
4 城市轨道交通换乘系统综合评价模型建立
4.1 综合评价方法概述
当今时代，随之国家经济发展，让决策者不再单纯的主观判断问题、方案的优劣性，而是采用科学的应用决策评价方法去评价方案，制定优化措施解决实际问题，随着评价方法的应用增多，其评价过程也变得繁琐、复杂。通常一个被评价对象会受到众多不同领域、不同层级的因素的影响，评价中则需要对这些影响因素进行分析然后抽象综合，在分析结果后，结合结果对评价对象进行等级排序。所谓综合评价，即在建立评价指标体系的基础上，依据一系列数学、统计学等定量和定性方法，对被评价对象的不同方面、不同角度的数量特性进行量化描述，然后采用相关集计方法对信息进行提炼综合，进而给出被评价对象总体优劣的一种评价过程。综合评价其综合程度可以分为传统的简易综合评定法与现代综合评定法两种类型。简易评定方法主要包括功效系数法、直接评分法、加权综合法、综合积分法等。众多传统简易评价方法从定义、优点、缺点角度详细的对比分析。
4.2 综合评价结果分析
北大街站为典型的上侧式、下岛式换乘站类型，车站设计规模相对较大，岛式站台宽14 m，侧式站台宽7m，与侧式站台相连接的换乘平台空间较大，可有效缓冲客流对楼扶梯的冲击。北大街地铁站刚刚投入使用，地铁站的配套设施配备齐全且不存在老化、失灵、损坏等问题，同时换乘设计基本能满足当前高峰小时正常的通勤需求。北大街地铁站的高效性、便捷性、舒适性、安全性、经济性评分均在0.7以上，换乘站综合评价得分在0.8以上，说明当前状态下北大街换乘站的综合评级较好，其中在高效性和安全性上评分较高，表明乘客换乘速度较快、干扰较少，但是舒适性评价评分略低，有进一步提升改善空间，主要原因是在高峰时段，换乘通道客流较大，易造成排队现象，需要进一步改善。
为了提高乘客的换乘体验，针对舒适性问题，可从以下几点对轨道交通换乘设施进行改进：
（1）换乘标志标准化和人性化
北大街站当前的换乘标识过少，对客流引导不够清晰，大大增加乘客换乘时间。建议制定出台轨道交通换乘站点标志标识设计及设置规范或标准，明确换乘站需设置的标志标识类别、数量及规格，使其标志设置合理化、标准化、规范化。此外，建议增设语音播报及灯光提示等动态引导性换乘设施，动静结合，对换乘客流有效引导。完善人性化换乘方案，增设人工服务台，完善盲道、无障碍电梯等无障碍设备设施。
（2）完善换乘客流引导方案
现状换乘客流（主要为2号线换乘 1 号线），主要在通道出口处为“逆时针”换乘，在早晚客流高峰时段具有客流量大的特点，换乘通道出口狭窄限制，且1号线站台层通行宽度有限，并且 1 号线站台等候乘车较多，如果多数换乘乘客停在换乘通道出口处等候1号线列车，将造成该出口处形成拥堵，并堵死整个换乘通道，并将有较大可能诱发踩踏事故。因此，需在此处设置标识，强化对换乘客流的有效引导，避免乘客在通道内长时间逗留，降低通道压力。此外，建议在换乘通道出口区域地面铺设偏于识别的醒目颜色涂层，结合语音播报，禁止乘客长时间在此停留，以使乘客尽快通过该区域。针对北大街换乘站，建议从换乘通道出口处开始铺设地面涂层，一直到1号线站台北面第一个楼梯前端立柱处，且涂层边缘与站台停车线之间留1m距离，供候车乘客等车使用。
（3）提高瓶颈点换乘承载能力
在换乘通道中，存在难以大量客流通过的部分 “瓶颈”点，影响其换乘通行整体效率，需采取改进措施。提高通道内“瓶颈”的通行效率，从而降低其产生的的负面影响。如 “逆时针”方案 2 号线换乘 1 号线换乘通道中实际通行宽度不足3 m，但由于此处扩宽受限，只能降低立柱的阻碍影响，做好现场疏导，从而达到降低瓶颈点负面影响的效果。
5 小结
本文研究了城市轨道交通换乘系统综合评价，对其进行系统全面的分析，构建了城市轨道交通换乘系统综合评价指标体系，提出了综合评价方法。城市轨道交通换乘评价是一项复杂的系统工程，涉及面广，内容多。由于本人对此研究水平有限，其研究仍具有局限性，一些问题可进一步研究。
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论文作者:胡方方
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：客流论文; 轨道交通论文; 乘客论文; 站台论文; 城市论文; 系统论文; 评价论文; 《基层建设》2019年第15期论文;