2024年5月13日发(作者：徐梓颖)
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城市轨道交通换乘站大客流组织的仿真
杨梅 徐瑞华
（１．杭州市城市规划设计研究院，３ｌ（｝０１２，杭州；２．同济大学交通运输工程学院，２０１８０４，上海／／第一作者，助理工程师）
摘要城市轨道交通换乘站的客流结构复杂、车站设施多
样化，科学合理的车站客流组织方案至关重要。以上海世博
会背景下的马当路车站为例，应用自主研发的客流分布仿真
系统研究了换乘站大客流组织工作的关键问题。结合仿真
结果提出了车站设施、客流组织优化建议，以及车站人员的
合理布岗等措施。
关键词 城市轨道交通；换乘站；大客流特征；客流仿真
中图分类号Ｕ ２３１ ．４；Ｆ ５３０．７
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｔ Ｕｒｂａｎ
Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ
Ｙａｎｇ Ｍｅｉ，Ｘｕ Ｒｕｉｈｕａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒａｔｉｏｎａｌ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ
ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ
ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｔ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔａｋｉｎｇ
Ｍａｄａｎｇ Ｒｏａｄ Ｓｔａｔｉｏｎ ｓｅｔ ｆｏｒ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗｏｒｌｄ Ｅｘｐｏ ａｓ ａｎ
ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ—
ｓｃａｌｅ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｔ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ
ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｌｆ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｏｍｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ
ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，
ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｕｉｄｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｔａｆｆ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ；ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ；ｌａｒｇｅ ｐａｓ—
ｓｅｎｇｅｒ ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｊｃｓ；ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｆｉｒｓｔ－ａｕｔｈｏｒ’Ｓ ａｄｄｒｅｓｓ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｕｒｂａｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆Ｄｅｓｉｇｎ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，３１００１２，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ
随着大城市轨道交通网络化运营时代的到来，
换乘站的客流组织问题凸显。尤其在大型活动期
间，换乘站出现大客流且客流结构复杂。因此，充分
认识大客流特征，提出科学合理的换乘站客流组织
方案，有效提高车站集疏散效率和乘降服务水平，是
个具有重要意义的课题。
计算机仿真作为一种直观、经济、高效的计算机
模拟手段，在轨道交通换乘枢纽的设计、客流组织方
案比选和交通评价等方面应用广泛。尤其对于新投
・４８・
人使用的换乘站及特殊条件下的车站客流方案评
价，由于缺乏可参考性的案例及实测数据，而采用大
规模的实景演习成本高、耗费大，则采用仿真技术正
是解决实际问题的有效方法。本文运用仿真手段对
城市轨道交通换乘站大客流组织方案进行仿真分
析，以辅助方案决策。
１ 大客流条件下换乘站客运组织工作
城市轨道交通换乘站客运组织优化是一个较为
复杂的问题。特别是在大客流条件下，换乘站客流
结构复杂，车站设备数量和布局极大地影响着车站
客流的通行能力，车站内的安全性、便捷性、流畅性、
舒适性等理应受到高度重视。
１．１换乘站布局特点
城市轨道交通换乘站至少连通２条轨道交通线
路，是乘客始发、到达、中转的关键转换点。换乘站
的如下布局特点极大地影响着车站客运组织工作的
开展。
１）车站规模大：换乘站除包括各条线路的站
台、站厅外，一般还有多个地面出入口及通道、广场
等。车站内设置一套以上的行车设备、车站客运设
备、车站机电和消防设备等。因此，从空间分布而
言，换乘站的面积及空间体积要大于一般轨道交通
车站。
２）车站设备数量大种类多：由于换乘站规模大、
乘客数量多，因此使车站的设备数量大、种类多。车
站连接的线路越多，设备的种类也越多、越复杂。
３）换乘流线多样：换乘站作为交通枢纽，可选换
的乘车路径多，包括出站客流与道路公交的换乘路
径。站内不同出入口的开启、关闭状况直接影响换乘
客流的路径选择。
１．２换乘站大客流特征
由于城市轨道交通换乘站功能和区位的重要
性，每逢大型活动期间、传统节假日、“黄金周”等，客
壅
流量暴涨都会使换乘站出现大客流现象。根据车站 扶梯速度、绘制换乘通道流线，就能准确得到大客流
发生时车站的实际消化能力。车站通行能力的理论
分析与动态仿真方法的比较见表１所示。
表１车站通行能力理论分析与动态仿真方法比较
类型、时间特点以及具体地理位置的差异，不同车站
的大客流虽然具有各自的特点，但都集中体现出以
下特征。
１）客流总量大：大型活动的召开能吸引广大游
客，春节和“黄金周”的临近会引导客流集中分布、密
集出行。城市轨道交通作为有效的公共交通方式，
承担着大部分的旅客运输，而换乘站作为大城市交
通线网上的一个重要节点，更是大客流集散、换乘的
主要场所，因此客流总量显著增加。
２）客流结构复杂：城市轨道交通换乘站在大客
流情况下，客流结构中具有不同国籍、不同性别，不
同年龄、不同文化程度、不同乘车习惯和对车站不同
熟悉程度的各种乘客，复杂的客流结构直接影响其
在换乘站的活动，进而影响车站客运组织工作。
３）客流流线的多向性：换乘站客流根据不同的
作业流程可分为进站客流、出站客流、换乘客流以及
社会客流，在换乘站不同的出入口、通道内形成了复
杂的客流流线，具有多向性特征。
４）客流潮汐性：大客流条件下由于乘客的出行
目的相对一致、出行时间较为集中，因此换乘站客流
有明显的潮汐现象，特别是表现在大型活动进、出场
时的换乘大客流。
１．３换乘站大客流组织方案优化的关键问题
１）确定车站关键客流。换乘站爆发大客流时，
可能会出现大量非本地乘客。他们对车站环境、布
局较为陌生，而换乘站的客流流线多向，不同类型客
流各自在站的运动过程差异大。哪一类型的客流滞
留现象最严重，导致车站拥堵、流动不畅的，即为关
键客流。
２）定位车站能力瓶颈。换乘站在已有设施情
况下，车站的能力瓶颈一般为车站通行能力最小的
设施设备。但车站设备的理论通行能力与实际通行
能力均存在差异，站厅层和站台层的理论安全容量
值也较为粗糙。通过仿真可以发现，车站哪一区域
最先开始拥堵，即为能力瓶颈环节。
３）获取车站通行能力。本文将大型换乘站通
行能力定义为在车站相关换乘设备正常使用的情况
下，车站所能消化的最大换乘客流量。一般来说，车
站能力的影响因素是自动扶梯、楼梯、通道、自动售
检票设备的能力，以及站厅、站台的安全容量等。而
理论分析中，如换乘通道能力、车站安全容量等是难
以确定的；应用车站客流仿真系统可通过设定自动
４）优化客流组织方案。对车站已有客流组织
方案进行优化改善（如加强引导，发售返程车票等），
并通过仿真手段对改善方案进行校验；对比方案改
善前后结果，就能进一步检验改善方案的适用性与
优化效果。
５）确定大型活动期间换乘站车站工作人员的
具体布岗和工作重点。
传统的车站静态评价、现场调研和实景演习等
方法，由于受局限性和时间限制，未能充分体现变化
因素对车站通行能力的影响，对换乘站大客流条件
下的连续变化和动态性特征无法实时反映。通过计
算机仿真技术可以直观地反映不同类型客流各自在
站的运动过程，对车站设施设备状态予以实时描述，
能有效解决换乘站大客流组织方案优化所涉及的上
述五大关键问题。
２大客流组织的仿真案例分析
２．１仿真原理及流程
同济大学交通运输工程学院研发的ＳｔａＰａｓｓ仿
真软件＿２］，通过对我国城市轨道交通乘客出行特点、
习惯、环境心理等进行研究，结合城市轨道交通运营
组织的基本方法和模式，将作为个体的乘客、作为载
体的列车和作为平台的车站结合起来，综合研究乘
客出行的特点和在站内的运动规律。该仿真软件以
全新的“流向设置”方式替代了传统仿真系统“流线
设置”方式，减少了人为因素的干扰，提高了仿真结
果的客观性。它已在城市轨道交通车站客流分布的
・
４９・
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研究中得到了实际应用，为车站设施的优化布置提
供了依据。其具体仿真流程如下：
１）根据车站已有建筑设计ＣＡＤ图，对车站空
间结构和车站客运设施进行分类和建模。车站空间
结构根据功能分为站厅层、站台层等，客运设备根据
服务功能不同而分别建模。
２）根据已有的设计方案建立高品质的行人仿
真模型，包括一般进出站模型、大客流换乘模型等。
其客流类型与作业流程、相关客运设施如表２所示。
表２ ＳｔａＰａｓｓ仿真软件的客流分类及作业流程
客流分类 作业流程
进站客流 二擎季 厅＿樱怫
出站客流 下车一站台一楼梯区站厅检票
出站（换乘道路公交）
不出站 兰 薯皇 站厅一换乘通
换乘客流 下车
站台１一楼梯区１一站厅１检
出站 票一换乘通道一站厅２（购票）－－ｇｌ
票一楼梯区２～站台２一候车一上车
３）根据具体情况下的客流特征及客流设备使
用方案，设定相应仿真参数，主要包括项目参数、乘
客参数（包括乘客走行速度、持票率、出行目的等）、
客流参数（各种客流量大小、换乘客流比重）、设备参
数（售票机服务时间、闸机服务时间、电梯运行速率
等）等。通过类似活动经验及现状观察和大客流特
征预测等来标定各参数。
４）仿真运行，观察仿真过程动画显示，获取仿
真输出数据和指标（包括站厅、站台层的行人密度，
乘客进站、换乘、购票等不同过程经历的时问，地铁
车站空间使用情况等），评价车站客流组织方案及相
关客运设施。
下面以上海世博会期间马当路车站的大客流组
织方案为例进行仿真分析。
２．２马当路站背景
马当路站是２０１０年上海世博会人园地铁安
检口之一，是世博专线上海轨道交通１ ３号线与
上海轨道交通网络的唯一交叉点。作为世博会
期间的典型换乘站，马当路站的区位条件非常重
要。１３号线马当路站分为站前广场、安检大厅、
站厅层和站台层等几个功能区，站厅层共设３个
出入口；９号线马当路站由站厅层和站台层组成，
站厅层设３个出入口。世博会期间该站采用出
站换乘方案，客流特征表现为：上午９：００后安检
・
５（】 ・
大厅客流量持续较大，出现持续性进站高峰；晚
上２２：０（）以后世博园闭园，出现突发性出站换乘
大客流；其余为日间平峰。
２．３马当路站的仿真基础和评价标准
２．３．１ 仿真基础
选取晚高峰２２：【】０以后时段，列车发车间隔为
６ ｍｉｎ，出站客流量以１．８万人／ｈ计；出站客流呈正
态分布，无进站客流量。车站基本设施参数输入以
《地铁设计规范》为依据。在仿真模型中，严格按照
实际换乘关系和车站出入口位置设置换乘路径。在
图１中，马当路１３号线站厅的３个出人口均开放；９
号线与１３号线距离最近的９－６号出入口关闭，９．１
号换乘人口和９－３号换乘入口均开放；两站厅处售
票机均投入使用。假设仿真过程车站所有设施设备
都正常使用，仿真时问设定为０．５ ｈ。
原始客流方案为：１３号线和９号线在马当路站
进行换乘的客流量占出站总客流量的８（）％，并以外
地游客为主，持票率为２０％（即直接换乘不需购票
的客流占换乘客流的２（）％）；１３号线站厅１３．１、１３－２
号出入口主要用于换乘，１３—３号出人口主要用于直
接出站。
图１ 马当路站换乘设备使用示意图
２．３．２评价标准
在马当路站仿真分析中，以客流密度和乘客平
均在站时间作为评价标准。客流密度指标评价可以
参照国际上通用的Ｆｕｒｉｎ服务水平评价指标。这一
评价指标已经在全世界得到普遍认同。乘客平均在
站时间体现设备延误情况。换乘客流在站时间越
长，相同状况下车站聚集的人数越多，设备延误时问
增加，服务水平降低。
２．４仿真结果分析
通过原始客流方案的仿真可得，马当路站１３号
线站厅密度较高，基本持续在Ｃ级；９号线站厅随时
期 垂
间推进，售票区域人流密度极大，服务水平在Ｅ、Ｆ
级。根据仿真可得如下分析结果：
３改善建议
通过马当路站客流方案改善前后的仿真效果对
１）１３号线和９号线出站换乘客流为世博会马
当路站的关键客流；
２）马当路站站厅售票区为车站能力瓶颈，释放
瓶颈才能提高车站实际通过能力；
３）客流组织工作重点需提高换乘客流持票率，
增加售票能力，缓解９号线站厅压力；并根据“乱外
不乱里”的原则，尽量引导乘客从１３号线直接出站。
为此，根据原始客流方案仿真分析提出改善方
案：提高１３号线站厅自动扶梯运行速度，由原来的
０．５ ｍ／ｓ提高到０．６５ ｍ／ｓ，使１３号线和９号线换乘
的客流量占出站总客流的６０％，同时提高换乘客流
持票率至４０％。
图２为换乘方案改善前后的车站客流密度仿真
分布图。客流密度分布仿真结果图中颜色由浅到深
代表了人流密度由小到大，对应的服务水平等级依
次下降。
（ａ）原始方案 （ｂ）改善方案
图２马当路站客流组织方案改善前后仿真效果对比
通过对比发现：马当路站客流组织方案改善后
换乘通道内密度分布均匀，原始方案中高密度区域
消失；９号线站厅售票区域人流密度极大降低，９号
线站厅服务水平从Ｅ、Ｆ级上升至Ｂ、Ｃ级；１３号线
站厅服务水平也有所提高。方案改善后车站客流及
设备指标（见表３）中，换乘客流的“平均购票时间”
显著下降，“平均检票时间”略有下降，再次验证车站
能力瓶颈得到释放并将逐步转移，检票机利用率基
本饱和，车站通行能力充分利用。
表３马当路站的乘客在站指标统计
比和评价指标分析，验证了改善方案的可行性和有
效性。故对马当路站大客流组织提出以下建议：
１）做好换乘站出入口分工及疏散工作，减少不
同类型客流间交叉干扰。马当路站１３号线站厅
１３．３号出入口主要用于疏散直接出站客流，１３．１、１３．
２号出人口主要用于换乘客流出站，这样流线就简
明清晰。
２）做好票务组织，提前发售返程车票，增加车
站临时售票车、临时售票点，解决车站售票区域压
力，释放马当路车站换乘能力瓶颈，使车站
１．２７万人／ｈ的通行能力得到充分利用。
３）优化客流路径。大客流情况下，考虑适当延
长换乘客流的走行距离。如关闭马当路站９号线站
厅的９－６号出人口，开放较远的９－３号出人口；设置
必要的隔离设施，尽量形成单向行人流。
４）完善换乘导向系统。主要包括换乘通道的
导向标志、出人口导向以及车站综合信息的及时发
布。换乘通道内设置必要的隔离设施，以引导客流
有效流动。
５）加强大型活动期间车站广播等信息发布工
作。当马当路站９号线站厅出现大量换乘客流滞留
时，通过广播发布信息，鼓励、引导１３号线站厅客流
直接出站换乘道路公交。
６）组织现场引导及关键点人员布岗。在车站
设备能力薄弱环节、持续客流高密度点、车站楼扶梯
附近区域、出人口等处实行定点布岗，做好维持秩
序、安全引导等服务。
４结语
城市轨道交通换乘站突发大客流时，若车站客
流组织工作缺乏合理的方案和车站工作重点，势必
导致行人流间断、冲突、拥堵以及在人群密集状况下
的安全隐患。因此把握车站客流组织工作重点，提
出改善方案至关重要。本文应用同济大学交通运输
工程学院课题组研发的ＳｔａＰａｓｓ软件对晚高峰时段
马当路站大客流场景进行仿真分析和方案对比，提
出了改善措施及建议，并通过世博专线成功运营验
证了方法的可行性。利用乘客行人仿真模拟方法，
可以充分体现乘客在站特征和车站设施布局对客流
（下转第７８页）
・
５１ ・
拟现实驾驶状态，接受和发送有关的ＡＴＰ信息。
７）测试子系统：该子系统主要是在电路元器件
中间环节，不进行实际的行车控制就可以进行模拟
驾驶和运行显示。
故障时，用专用的电子测试设备进行功能测试，以提
供模拟设备的维护和维修能力，同时也可以进行设
备的故障安全测试。这是一个独立的子系统。在
ＡＴＣ仿真环境中，测试系统整体及各个组成子系统
５ 结语
迄今为止高等院校为教学而建立的ＡＴＣ系统实
验室尚属空白。其主要原因是ＡＴＣ系统的现场设备
复杂多样（不同的产品供应商都有自己特有的系统结
构和设备），如轨道电路制式、信息传输形式、各个子
系统的接口等不易模拟；另外，如果完全模拟现场建
设则成本很高。本建设方案以软件模拟和硬件结合
为出发点，对ＡＴＣ系统实验室的建设方案做了深入
的功能、性能、环境条件，以及列车运行参数改变时
的适应能力；也可以测试构成系统的各个模块的单
个性能，为预设故障点重现故障提供可能，这样更有
利于教学，能直观地让学生看到故障前后电路元器
件可能产生的参数变化等。
４ ＡＴＣ系统实验室的工作原理
１）仿真环境库在脱离模拟沙盘、 △１Ｌ］Ｃ）／ 车载
分析，为实验室的建设提供了可行性依据。本实验室
建设方案的有效实施，将会让学生更直观地接受教学
内容，把复杂抽象的理论简单形象化，并可提高学生
的动手维护和维修的能力，为高等院校城市轨道交通
相关专业的教学改革起到积极的推动作用。
］
子系统及其车．地通信的前提下，依然可以直接将信息
传送给列车模拟驾驶子系统和ＡＴＰ运行显示子系统。
２）仿真环境库直接将信息送给ＡＴＰ区域控制
中心，再传送给列车模拟驾驶子系统和ＡＴＰ运行显
示子系统。
参考文献
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自动防护（ＡＴＰ）工程试验中心可行性研究报告［Ｒ］．北京：・｝１
３）仿真环境库将行车信息输给模拟沙盘，通过
列车的运行刺激ＡＴＰ／ＡＴＰ车载子系统工作，将行
车信息通过车地通信子系统传送给ＡＴＰ区域控制
中心，由ＡＴＳ收集相关资料并生成列车运行图。由
ＡＴＰ运行显示子系统进行动画演示，在列车模拟驾
国铁路通信信号集团公司研究设计院，２００１
［４］中国铁路通信信号集团公司研究设计院．城市轨道交通列车
自动防护（ＡＴＰ）Ｔ程试验中心初步设汁文件ＥＲ］北京：中幽
铁路通信信号集团公司研究设计院，２００１．
［５］苗彦英．中国城市轨道交通安全现状与安全能力建没ｌＪ］． 界
轨道交通，２００８（１１）：１９．
驶子系统中产生牵引或制动信息；该信息反馈回沙
盘模拟列车，从而控制其加速或减速。这是一个完
整的运行状态，可以进行教学演示和人工参与操作。
以上１）、２）两种工作方式有助于教学演示，甩开
（收稿日期：２０１（ｊ ０４—１２）
（上接第５ｌ页）
疏散的影响，准确定位车站能力瓶颈；仿真结果和评
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Ｈｅｌｂｉｎｇ Ｄ，Ｂｕｚｎａ Ｌ，Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ Ａ．Ｓｅｌｆ・ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ
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朱效洁．上海轨道交通人民广场枢纽站大客流组织对策研究
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中的应用ＥＪ］．都市快轨交通，２００８，２１（１）：３７．
Ｅ４］李白林，孔伟伟．天津滨海新区交通枢纽换乘客流组织评价研
（收稿日期：２０１（）一０６～１（））
・
７８・
2024年5月13日发(作者：徐梓颖)
鍪 躲 懑藤 懑臻赫蒜 《懑懑 蕊舔臻 誊 交蕊 凄 漫 燕｝
城市轨道交通换乘站大客流组织的仿真
杨梅 徐瑞华
（１．杭州市城市规划设计研究院，３ｌ（｝０１２，杭州；２．同济大学交通运输工程学院，２０１８０４，上海／／第一作者，助理工程师）
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Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒａｔｉｏｎａｌ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ
ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ
ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｔ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔａｋｉｎｇ
Ｍａｄａｎｇ Ｒｏａｄ Ｓｔａｔｉｏｎ ｓｅｔ ｆｏｒ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗｏｒｌｄ Ｅｘｐｏ ａｓ ａｎ
ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ—
ｓｃａｌｅ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｔ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ
ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｌｆ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｏｍｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ
ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，
ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｕｉｄｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｔａｆｆ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ；ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ；ｌａｒｇｅ ｐａｓ—
ｓｅｎｇｅｒ ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｊｃｓ；ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｆｉｒｓｔ－ａｕｔｈｏｒ’Ｓ ａｄｄｒｅｓｓ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｕｒｂａｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆Ｄｅｓｉｇｎ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，３１００１２，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ
随着大城市轨道交通网络化运营时代的到来，
换乘站的客流组织问题凸显。尤其在大型活动期
间，换乘站出现大客流且客流结构复杂。因此，充分
认识大客流特征，提出科学合理的换乘站客流组织
方案，有效提高车站集疏散效率和乘降服务水平，是
个具有重要意义的课题。
计算机仿真作为一种直观、经济、高效的计算机
模拟手段，在轨道交通换乘枢纽的设计、客流组织方
案比选和交通评价等方面应用广泛。尤其对于新投
・４８・
人使用的换乘站及特殊条件下的车站客流方案评
价，由于缺乏可参考性的案例及实测数据，而采用大
规模的实景演习成本高、耗费大，则采用仿真技术正
是解决实际问题的有效方法。本文运用仿真手段对
城市轨道交通换乘站大客流组织方案进行仿真分
析，以辅助方案决策。
１ 大客流条件下换乘站客运组织工作
城市轨道交通换乘站客运组织优化是一个较为
复杂的问题。特别是在大客流条件下，换乘站客流
结构复杂，车站设备数量和布局极大地影响着车站
客流的通行能力，车站内的安全性、便捷性、流畅性、
舒适性等理应受到高度重视。
１．１换乘站布局特点
城市轨道交通换乘站至少连通２条轨道交通线
路，是乘客始发、到达、中转的关键转换点。换乘站
的如下布局特点极大地影响着车站客运组织工作的
开展。
１）车站规模大：换乘站除包括各条线路的站
台、站厅外，一般还有多个地面出入口及通道、广场
等。车站内设置一套以上的行车设备、车站客运设
备、车站机电和消防设备等。因此，从空间分布而
言，换乘站的面积及空间体积要大于一般轨道交通
车站。
２）车站设备数量大种类多：由于换乘站规模大、
乘客数量多，因此使车站的设备数量大、种类多。车
站连接的线路越多，设备的种类也越多、越复杂。
３）换乘流线多样：换乘站作为交通枢纽，可选换
的乘车路径多，包括出站客流与道路公交的换乘路
径。站内不同出入口的开启、关闭状况直接影响换乘
客流的路径选择。
１．２换乘站大客流特征
由于城市轨道交通换乘站功能和区位的重要
性，每逢大型活动期间、传统节假日、“黄金周”等，客
壅
流量暴涨都会使换乘站出现大客流现象。根据车站 扶梯速度、绘制换乘通道流线，就能准确得到大客流
发生时车站的实际消化能力。车站通行能力的理论
分析与动态仿真方法的比较见表１所示。
表１车站通行能力理论分析与动态仿真方法比较
类型、时间特点以及具体地理位置的差异，不同车站
的大客流虽然具有各自的特点，但都集中体现出以
下特征。
１）客流总量大：大型活动的召开能吸引广大游
客，春节和“黄金周”的临近会引导客流集中分布、密
集出行。城市轨道交通作为有效的公共交通方式，
承担着大部分的旅客运输，而换乘站作为大城市交
通线网上的一个重要节点，更是大客流集散、换乘的
主要场所，因此客流总量显著增加。
２）客流结构复杂：城市轨道交通换乘站在大客
流情况下，客流结构中具有不同国籍、不同性别，不
同年龄、不同文化程度、不同乘车习惯和对车站不同
熟悉程度的各种乘客，复杂的客流结构直接影响其
在换乘站的活动，进而影响车站客运组织工作。
３）客流流线的多向性：换乘站客流根据不同的
作业流程可分为进站客流、出站客流、换乘客流以及
社会客流，在换乘站不同的出入口、通道内形成了复
杂的客流流线，具有多向性特征。
４）客流潮汐性：大客流条件下由于乘客的出行
目的相对一致、出行时间较为集中，因此换乘站客流
有明显的潮汐现象，特别是表现在大型活动进、出场
时的换乘大客流。
１．３换乘站大客流组织方案优化的关键问题
１）确定车站关键客流。换乘站爆发大客流时，
可能会出现大量非本地乘客。他们对车站环境、布
局较为陌生，而换乘站的客流流线多向，不同类型客
流各自在站的运动过程差异大。哪一类型的客流滞
留现象最严重，导致车站拥堵、流动不畅的，即为关
键客流。
２）定位车站能力瓶颈。换乘站在已有设施情
况下，车站的能力瓶颈一般为车站通行能力最小的
设施设备。但车站设备的理论通行能力与实际通行
能力均存在差异，站厅层和站台层的理论安全容量
值也较为粗糙。通过仿真可以发现，车站哪一区域
最先开始拥堵，即为能力瓶颈环节。
３）获取车站通行能力。本文将大型换乘站通
行能力定义为在车站相关换乘设备正常使用的情况
下，车站所能消化的最大换乘客流量。一般来说，车
站能力的影响因素是自动扶梯、楼梯、通道、自动售
检票设备的能力，以及站厅、站台的安全容量等。而
理论分析中，如换乘通道能力、车站安全容量等是难
以确定的；应用车站客流仿真系统可通过设定自动
４）优化客流组织方案。对车站已有客流组织
方案进行优化改善（如加强引导，发售返程车票等），
并通过仿真手段对改善方案进行校验；对比方案改
善前后结果，就能进一步检验改善方案的适用性与
优化效果。
５）确定大型活动期间换乘站车站工作人员的
具体布岗和工作重点。
传统的车站静态评价、现场调研和实景演习等
方法，由于受局限性和时间限制，未能充分体现变化
因素对车站通行能力的影响，对换乘站大客流条件
下的连续变化和动态性特征无法实时反映。通过计
算机仿真技术可以直观地反映不同类型客流各自在
站的运动过程，对车站设施设备状态予以实时描述，
能有效解决换乘站大客流组织方案优化所涉及的上
述五大关键问题。
２大客流组织的仿真案例分析
２．１仿真原理及流程
同济大学交通运输工程学院研发的ＳｔａＰａｓｓ仿
真软件＿２］，通过对我国城市轨道交通乘客出行特点、
习惯、环境心理等进行研究，结合城市轨道交通运营
组织的基本方法和模式，将作为个体的乘客、作为载
体的列车和作为平台的车站结合起来，综合研究乘
客出行的特点和在站内的运动规律。该仿真软件以
全新的“流向设置”方式替代了传统仿真系统“流线
设置”方式，减少了人为因素的干扰，提高了仿真结
果的客观性。它已在城市轨道交通车站客流分布的
・
４９・
囊藩曩 垂誊 型 墨誊 曩 垂Ｉ 系量 垂暑基 基 童 誊 蠹 未囊 董§董 遥童 蠹 未 蔓蔓曩≤ 远；ｌ ≤ｌ≤未； 鬓莲蓬｛煮
研究中得到了实际应用，为车站设施的优化布置提
供了依据。其具体仿真流程如下：
１）根据车站已有建筑设计ＣＡＤ图，对车站空
间结构和车站客运设施进行分类和建模。车站空间
结构根据功能分为站厅层、站台层等，客运设备根据
服务功能不同而分别建模。
２）根据已有的设计方案建立高品质的行人仿
真模型，包括一般进出站模型、大客流换乘模型等。
其客流类型与作业流程、相关客运设施如表２所示。
表２ ＳｔａＰａｓｓ仿真软件的客流分类及作业流程
客流分类 作业流程
进站客流 二擎季 厅＿樱怫
出站客流 下车一站台一楼梯区站厅检票
出站（换乘道路公交）
不出站 兰 薯皇 站厅一换乘通
换乘客流 下车
站台１一楼梯区１一站厅１检
出站 票一换乘通道一站厅２（购票）－－ｇｌ
票一楼梯区２～站台２一候车一上车
３）根据具体情况下的客流特征及客流设备使
用方案，设定相应仿真参数，主要包括项目参数、乘
客参数（包括乘客走行速度、持票率、出行目的等）、
客流参数（各种客流量大小、换乘客流比重）、设备参
数（售票机服务时间、闸机服务时间、电梯运行速率
等）等。通过类似活动经验及现状观察和大客流特
征预测等来标定各参数。
４）仿真运行，观察仿真过程动画显示，获取仿
真输出数据和指标（包括站厅、站台层的行人密度，
乘客进站、换乘、购票等不同过程经历的时问，地铁
车站空间使用情况等），评价车站客流组织方案及相
关客运设施。
下面以上海世博会期间马当路车站的大客流组
织方案为例进行仿真分析。
２．２马当路站背景
马当路站是２０１０年上海世博会人园地铁安
检口之一，是世博专线上海轨道交通１ ３号线与
上海轨道交通网络的唯一交叉点。作为世博会
期间的典型换乘站，马当路站的区位条件非常重
要。１３号线马当路站分为站前广场、安检大厅、
站厅层和站台层等几个功能区，站厅层共设３个
出入口；９号线马当路站由站厅层和站台层组成，
站厅层设３个出入口。世博会期间该站采用出
站换乘方案，客流特征表现为：上午９：００后安检
・
５（】 ・
大厅客流量持续较大，出现持续性进站高峰；晚
上２２：０（）以后世博园闭园，出现突发性出站换乘
大客流；其余为日间平峰。
２．３马当路站的仿真基础和评价标准
２．３．１ 仿真基础
选取晚高峰２２：【】０以后时段，列车发车间隔为
６ ｍｉｎ，出站客流量以１．８万人／ｈ计；出站客流呈正
态分布，无进站客流量。车站基本设施参数输入以
《地铁设计规范》为依据。在仿真模型中，严格按照
实际换乘关系和车站出入口位置设置换乘路径。在
图１中，马当路１３号线站厅的３个出人口均开放；９
号线与１３号线距离最近的９－６号出入口关闭，９．１
号换乘人口和９－３号换乘入口均开放；两站厅处售
票机均投入使用。假设仿真过程车站所有设施设备
都正常使用，仿真时问设定为０．５ ｈ。
原始客流方案为：１３号线和９号线在马当路站
进行换乘的客流量占出站总客流量的８（）％，并以外
地游客为主，持票率为２０％（即直接换乘不需购票
的客流占换乘客流的２（）％）；１３号线站厅１３．１、１３－２
号出入口主要用于换乘，１３—３号出人口主要用于直
接出站。
图１ 马当路站换乘设备使用示意图
２．３．２评价标准
在马当路站仿真分析中，以客流密度和乘客平
均在站时间作为评价标准。客流密度指标评价可以
参照国际上通用的Ｆｕｒｉｎ服务水平评价指标。这一
评价指标已经在全世界得到普遍认同。乘客平均在
站时间体现设备延误情况。换乘客流在站时间越
长，相同状况下车站聚集的人数越多，设备延误时问
增加，服务水平降低。
２．４仿真结果分析
通过原始客流方案的仿真可得，马当路站１３号
线站厅密度较高，基本持续在Ｃ级；９号线站厅随时
期 垂
间推进，售票区域人流密度极大，服务水平在Ｅ、Ｆ
级。根据仿真可得如下分析结果：
３改善建议
通过马当路站客流方案改善前后的仿真效果对
１）１３号线和９号线出站换乘客流为世博会马
当路站的关键客流；
２）马当路站站厅售票区为车站能力瓶颈，释放
瓶颈才能提高车站实际通过能力；
３）客流组织工作重点需提高换乘客流持票率，
增加售票能力，缓解９号线站厅压力；并根据“乱外
不乱里”的原则，尽量引导乘客从１３号线直接出站。
为此，根据原始客流方案仿真分析提出改善方
案：提高１３号线站厅自动扶梯运行速度，由原来的
０．５ ｍ／ｓ提高到０．６５ ｍ／ｓ，使１３号线和９号线换乘
的客流量占出站总客流的６０％，同时提高换乘客流
持票率至４０％。
图２为换乘方案改善前后的车站客流密度仿真
分布图。客流密度分布仿真结果图中颜色由浅到深
代表了人流密度由小到大，对应的服务水平等级依
次下降。
（ａ）原始方案 （ｂ）改善方案
图２马当路站客流组织方案改善前后仿真效果对比
通过对比发现：马当路站客流组织方案改善后
换乘通道内密度分布均匀，原始方案中高密度区域
消失；９号线站厅售票区域人流密度极大降低，９号
线站厅服务水平从Ｅ、Ｆ级上升至Ｂ、Ｃ级；１３号线
站厅服务水平也有所提高。方案改善后车站客流及
设备指标（见表３）中，换乘客流的“平均购票时间”
显著下降，“平均检票时间”略有下降，再次验证车站
能力瓶颈得到释放并将逐步转移，检票机利用率基
本饱和，车站通行能力充分利用。
表３马当路站的乘客在站指标统计
比和评价指标分析，验证了改善方案的可行性和有
效性。故对马当路站大客流组织提出以下建议：
１）做好换乘站出入口分工及疏散工作，减少不
同类型客流间交叉干扰。马当路站１３号线站厅
１３．３号出入口主要用于疏散直接出站客流，１３．１、１３．
２号出人口主要用于换乘客流出站，这样流线就简
明清晰。
２）做好票务组织，提前发售返程车票，增加车
站临时售票车、临时售票点，解决车站售票区域压
力，释放马当路车站换乘能力瓶颈，使车站
１．２７万人／ｈ的通行能力得到充分利用。
３）优化客流路径。大客流情况下，考虑适当延
长换乘客流的走行距离。如关闭马当路站９号线站
厅的９－６号出人口，开放较远的９－３号出人口；设置
必要的隔离设施，尽量形成单向行人流。
４）完善换乘导向系统。主要包括换乘通道的
导向标志、出人口导向以及车站综合信息的及时发
布。换乘通道内设置必要的隔离设施，以引导客流
有效流动。
５）加强大型活动期间车站广播等信息发布工
作。当马当路站９号线站厅出现大量换乘客流滞留
时，通过广播发布信息，鼓励、引导１３号线站厅客流
直接出站换乘道路公交。
６）组织现场引导及关键点人员布岗。在车站
设备能力薄弱环节、持续客流高密度点、车站楼扶梯
附近区域、出人口等处实行定点布岗，做好维持秩
序、安全引导等服务。
４结语
城市轨道交通换乘站突发大客流时，若车站客
流组织工作缺乏合理的方案和车站工作重点，势必
导致行人流间断、冲突、拥堵以及在人群密集状况下
的安全隐患。因此把握车站客流组织工作重点，提
出改善方案至关重要。本文应用同济大学交通运输
工程学院课题组研发的ＳｔａＰａｓｓ软件对晚高峰时段
马当路站大客流场景进行仿真分析和方案对比，提
出了改善措施及建议，并通过世博专线成功运营验
证了方法的可行性。利用乘客行人仿真模拟方法，
可以充分体现乘客在站特征和车站设施布局对客流
（下转第７８页）
・
５１ ・
拟现实驾驶状态，接受和发送有关的ＡＴＰ信息。
７）测试子系统：该子系统主要是在电路元器件
中间环节，不进行实际的行车控制就可以进行模拟
驾驶和运行显示。
故障时，用专用的电子测试设备进行功能测试，以提
供模拟设备的维护和维修能力，同时也可以进行设
备的故障安全测试。这是一个独立的子系统。在
ＡＴＣ仿真环境中，测试系统整体及各个组成子系统
５ 结语
迄今为止高等院校为教学而建立的ＡＴＣ系统实
验室尚属空白。其主要原因是ＡＴＣ系统的现场设备
复杂多样（不同的产品供应商都有自己特有的系统结
构和设备），如轨道电路制式、信息传输形式、各个子
系统的接口等不易模拟；另外，如果完全模拟现场建
设则成本很高。本建设方案以软件模拟和硬件结合
为出发点，对ＡＴＣ系统实验室的建设方案做了深入
的功能、性能、环境条件，以及列车运行参数改变时
的适应能力；也可以测试构成系统的各个模块的单
个性能，为预设故障点重现故障提供可能，这样更有
利于教学，能直观地让学生看到故障前后电路元器
件可能产生的参数变化等。
４ ＡＴＣ系统实验室的工作原理
１）仿真环境库在脱离模拟沙盘、 △１Ｌ］Ｃ）／ 车载
分析，为实验室的建设提供了可行性依据。本实验室
建设方案的有效实施，将会让学生更直观地接受教学
内容，把复杂抽象的理论简单形象化，并可提高学生
的动手维护和维修的能力，为高等院校城市轨道交通
相关专业的教学改革起到积极的推动作用。
］
子系统及其车．地通信的前提下，依然可以直接将信息
传送给列车模拟驾驶子系统和ＡＴＰ运行显示子系统。
２）仿真环境库直接将信息送给ＡＴＰ区域控制
中心，再传送给列车模拟驾驶子系统和ＡＴＰ运行显
示子系统。
参考文献
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３）仿真环境库将行车信息输给模拟沙盘，通过
列车的运行刺激ＡＴＰ／ＡＴＰ车载子系统工作，将行
车信息通过车地通信子系统传送给ＡＴＰ区域控制
中心，由ＡＴＳ收集相关资料并生成列车运行图。由
ＡＴＰ运行显示子系统进行动画演示，在列车模拟驾
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驶子系统中产生牵引或制动信息；该信息反馈回沙
盘模拟列车，从而控制其加速或减速。这是一个完
整的运行状态，可以进行教学演示和人工参与操作。
以上１）、２）两种工作方式有助于教学演示，甩开
（收稿日期：２０１（ｊ ０４—１２）
（上接第５ｌ页）
疏散的影响，准确定位车站能力瓶颈；仿真结果和评
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ｃｒｏｗｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ：ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ
价指标能为车站客流组织提供直观的建议，为车站客
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７８・