大型铁路客运站客流组织仿真技术研究

文章编号：10一l2(001— 07 0 0 3 4 1 l)0 0 3— 4 2

中图分类号：T 3 19 P 9 .:U23 2 9 .

文献标识码：B

大型铁路客运站客流组织仿真技术研究刘启钢，杜旭升，杨旭(中国铁道科学研究院运输及经济研究所，北京 10 8 ) 01 0

摘

要：分析客流组织仿真技术的研究

上

型铁路客运站是旅客集散的重要节点。在传统客运

现状，以及大型铁路客运站利用仿真

/ 站的设计和运营中，一般以方便管理、保证安全为核心，往往忽略了旅客集散的便利性、候乘的舒适性和服务的高质性。针对原有大型铁路客运站设计方法存在的不足，通过仿真车站客流组织、虚拟车站运营场景，从充分满足旅客需求变化、客流组织仿真的关键因素和关键技术

技术满足旅客压缩旅行时间、提升服务质量、换乘方便快捷等方面的需求

背景，提出客流组织仿真的关键因素

是车站设备配置布局方案、客流到发

等方面进行研究，为站房设计提供决策支持。

规律、列车开行方案或其他交通方式的运营方案和旅客特性参数，并对大型铁路客运站客流组织仿真的关键技

1研究现状行人仿真技术兴起于 2 0世纪 9 0年代中后期，以英

术：仿真评估流程、参数调研技术、流线分配技术和评估优化技术进行了研究。

国学者 Ket t l授在 1 9年设计开发的雷金斯 ( E— i Si教 h l 6 9 L G￣ ON)软件为标志，首先在温布利球场观众疏散上得到成功运用，而后逐渐扩展到客运枢纽、大型建筑等行人组 织。我国在这方面的研究开始于 2世纪初，但到目前为 1

关键词：铁路；客运站；客流组织；仿真技术

止还没有开发出类似国外的成熟技术。近年来，我国学者在行人仿真的理论研究方面取得了丰富成果，这主要体现

第 _ 3一 2卷黜 ￣ l 1t g 00

大型铁路客运站客流组织仿真技术研究

刘启钢等

在旅客行为特性研究¨、服务水平分级研究、微将对旅客在枢纽的换乘时间和运营安全产生

重要 J观动态模型研究『 4方面。在客流组织仿真和客运影响。实践证明，采用以往经验公式进行静态能 等服务设施配置优化研究方面，中国铁道科学研究院力计算是难以满足要求的，如北京西直门交通枢率先建立了我国大型铁路客运站客流组织仿真的技纽反复改造和使用各种辅助组织措施，说明旅客术体系，研究开发了客流组织仿真系统，为车站换乘是否方便快捷需要在实践中验证。仿真技术能 j

改造和设计中的旅客流线优化、设备配置方案优化够准确预演铁路与城市轨道交通、城市公交、小汽等提出了思路和建议。 车、航空、水路等运输衔接问题，是一种较好的验证手段。

2仿真技术的需求背景2 1压缩旅行时间 .对于旅客而言，出行时间不仅包括在列车上的

3客流组织仿真的关键因素分析大型铁路客运站客流组织仿真是对车站公共

旅行时间，还包括市内交通时间、换乘衔接时间和服务区域的旅客行为进行仿真试验，影响因素相当

车站候乘作业时间。我国铁路的发展进一步提高了复杂。在仿真建模时，需考虑对客运站运营具有压缩无效时间的预期。以京津城际铁路为例，虽然重要影响的因素，并对其进行抽象和模型化。因全程运行时间不足 3 n 0mi,但是如果车站枢纽的设此，通过大量的铁路客运站仿真实践，提出以下

计和管理不合理，导致旅客候乘、换乘时间过长， 将大大降低旅客的出行效率。因此，采用先进仿真

关键因素。 ( )车站设备配置布局方案。客流组织仿真 1

技术，精心设计车站功能布局、列车运营和换乘方研究的是旅客在车站的行为活动，而旅客的行为活

案，最大限度满足旅客需求，是铁路在运输市场竞动首先受到客运服务设备的限制和影响。例如，安争中取胜的重要因素。2 2提升服务质量 .

检仪的通过能力会限制旅客进站的速度，候车面积的大小会影响旅客候乘舒适度。其次，旅客的行为

随着我国交通运输基础设施的建设和有效

活动受到设备布局的引导。例如，在站外设置售票运力的增加，服务质量的内涵发生着根本性的变处，旅客需出站才能购票；商业区设定的位置不化。旅客服务质量应包括从购票开始至车站乘同，购物旅客的走行距离和耗费时间不同。再次， 车，直至到达目的地车站出站的整个服务过程的设备配置的数量、质量将影响车站的通过能力。例质量。对大型铁路客运站而言，应该从流程优化如，手扶电梯的速度、宽度不同，单位时间输送的中减少旅客购票、进站、出站的无效时间；合理旅客数量也不同。因此，车站设备配置布局方案是 配置客运服务设备，提升旅客候车、乘降、走行仿真建模的基础场景资料，需要准确的车站设备配过程的舒适性；合理规划车站功能分区，加强客置平面图。

流引导，控制旅客密度，提高安全水平；合理设

( 2)客流到发规律。大型铁路客运站客流

计车站旅客需求响应机制和信息发布机制，提高组织的重点是将旅客安全、有序、舒适地组织到信息对称性。这需要在车站的设计和运营管理车站的公共空间上，旅客占用服务设施会表现出中，借助动态仿真的直观显示和统计数据，充分考明显的时序性。因此，客流量和客流分布规律是虑旅客的在站行为过程，优化设计功能布局和运营仿真系统的动态输入条件，直接影响车站聚集人组织方案。

数和车站设备负荷的变化。为此，在进行仿真之

2 3换乘方便快捷 .

一

前，需要调研和研究车站的客流量和客流分布，并

铁路作为大城市间主要的运输通道，决定进行相关的统计或分析预测，提出客运站客流到发了大型铁路客运站必将是城市客流集散的重要枢规律。纽。因此，各种交通方式的引入，以及换乘通 ( 3)列车开行方案或其他交通方式的运营方道、引导标识、组织方案、旅客流线的设计，都案。旅客列车或其他大容量交通方式的到达或出

一嗍

大型铁路客运站客流组织仿真技

术研究

刘启钢等

发，会导致车站人数的突变，即列车到达使大量如图 1示。所

旅客集中进入仿真系统，列车发车使大量旅客集

( )收集基础资料。基础资料包括两大类：车 1

中离开仿真系统。因此，铁路或其他交通方式作站设计资料和客流及旅客行为特征资料。车站设计为仿真系统客流的输入或输出方式，其开行方案资料主要从设计单位调研，包括车站各层平面图和或运营方案是仿真系统客流量突变的时间节点，时刻。

立体布局图。客流及旅客行为特征资料主要通过对

在仿真中应严格按照实际或规划方案设计列车到发客运站客流现状进行调查统计得到，或者调研规划客流资料，其主要内容包括分时段客流到发量、旅 ( )资料处理。首先，对车站设计图进行简化 2

( )旅客特性参数。旅客特性是指旅客在车站客行为参数、列车时刻表等相关资料。 4

的走行速度、持票比例、购票方式、身体尺寸、服

务偏好等。尤其在车站的各种通道中，旅客的行为处理，即对车站进行抽象、建模；其次，对客流调特性对通道的通过能力具有显著影响，因此必须查资料进行统计分析，得到客流到发规律、旅客特对上述旅客特性参数进行统计分析。这里提出的性参数、列车时刻表等参数。 旅客特性参数与其他有关研究成果有所不同，不

( 3)二维仿真建模和三维仿真建模。二维

需要将年龄、性别、文化修养，甚至收入水平都仿真建模是在车站平面设计图的基础上，定义车考虑进去，而仅需要考虑旅客在车站的行为选择和站各种设备、设施及相关关系，对旅客流量进行占用空间大小等有关特性，对其他深层次特性可暂分配。三维仿真建模是在车站立体布局方案基础不考虑。

上，结合二维仿真数据，构建供旅客行走的车站空间设施。

4大型铁路客运站客流组织仿真的关键技术4 1构建仿真评估流程 .

( )仿真试验。运用二维仿真模型，对于预定 4输入流条件，观察

车站运营情况，输出各种统计指

我国铁路客运站客流组织仿真研究尚处于起步 标，如占用率、平均速度等，同时，以录像的形式阶段，总结一套可操作的仿真评估流程十分必要， 输出仿真过程。

基础资料j

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建模及仿真

数据处理及方案优化

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满足要求

图 1铁路客运站客流组织仿真流程图

第第一 3 0 2期卷1

大型铁路客运站客流组织仿真技术研究

刘启钢等

( )数据分析及优化建议。通过统计分析仿真真的二维、三维录像，对车站运营的效率、服务水 5数据，对车站设计方案或运营管理方案进行评估，找出车站能力瓶颈或安全隐患，提出优化建议。

平进行定量评价，并结合专家经验，提出设计方案和运营管理方案的优化措施。

4 2参数调研技术 .参数调研包括客流到发规律、行人特性参数等内容。例如，各交通方式对旅客集散的分担比例；

5结束语通过对大型铁路客运站客流组织仿真的需求背

客流到发分布规律；售票、检票、安检等单项作业景、关键因素进行分析，提出客流组织仿真是进行时间参数；乘客自由走行速度、身体尺寸、行李分大型铁路客运站设计和确定运营管理方案的科学、布等参数。

高效手段，能够突破传统静态计算的限制，为车站

由于旅客特性参数具有明显的

地域性，国外的的设计和运营提供数据支撑与决策支持。结合仿真数据只能作为参考，不能直接引用。同时，考虑到实践经验，系统总结大型铁路客运站客流组织仿真我国幅员辽阔，旅客特性参数也具有明显差别。因的技术体系，研究提出客流组织仿真的四大关键技

此，需要对我国各主要区域旅客特性参数进行实地术：构建仿真评估流程、参数调研技术、流线分配调研，建立旅客特性参数库。由于旅客特性参数技术和评估优化技术。调研工作量非常大，在实际工作中开发了基于视频录像的半自动分析技术，实现从视频文件中提取参考文献：1旅客特性参数的功能，提高了参数提取的效率和准[]胡明伟，谢晓东 .基于微观仿真的铁路客运站旅客流线设计的评价[]铁道经济研究，2 0 () 3 7 J. 0 93:3—3 .[]王建聪，高利平，陈绍宽，等 .城市公共交通枢纽换乘组 2织仿真研究[] J.交通运输系统工程与信息，2 0,66: 0 6 ()9 6- 1 2. 0

确性。

4 3流线分配技术 .大型铁路客运站采用大进大出设计思路，而不同于传统车站进、出路径单一的设计思路。旅客可

3以通过不同的路径进站和出站，因此，合理分配各 []南海超，胡

路，王文谨 .地铁车站客流服务水平与通道

流线上的客流量，成为均衡设备负荷、提高通过能力的关键技术。车站旅客流线是旅客在车站的行为

宽度关系的探索[ . J铁道勘察，2 0 () 0—13] 0 92:19 1 .[]李得伟，韩宝明.铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模 4型[]交通运输工程学报，2 0,9 1:8—8 . J. 0 9 () 3 6

轨迹，必须对旅客行为习惯进行大量的统计分析， 在准确把握旅客的在站购票方式、候车方式、商业购物、餐饮服务等方面的行为数量、时段分布后， 才能在仿真中合理规划旅客流线。在调研数据基础上，可利用 E XCE L设计旅客

[]郭瑾一，刘爽，陈绍宽，等 . 5行人运动仿真研究综述[ . J]系统仿真学报，2 0,2 () 2 7 24 . 0

8 09:2 3— 2 2[】廖明军，李克平，王凯英，等 .人交通微观仿真研究综 6行

述[] J .武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2 1, 0 03 () 8 1 3 42:1 0 8 .

流线规划工具，在输入各种参数之后，自动分配旅客流线。

[]中国铁道科学研究院运输及经济研究所 .大型客运站仿真 7系统研究与开发[]北京：中国铁道科学研究院运输及经 R.济研究所，2 0 . 0 9

4 4评估优化技术 .仿真技术只是对旅客在车站的行为进行动态、 连续的仿真，并不能对车站的设计方案和运营管理 方案提出优化建议，因而需要利用评估优化技术满足要求。

收稿日期：2 1- 9 0 00 0- 7基金项目：铁道部科技研究开发计划项目(0 8 7 2 0 X1 )责任编辑：冯姗姗

评估优化技术主要是通过仿真，输出设备占用率、旅客流量 (一设备或全体 )单、旅客走行速度统计、流率曲线、客流密度图等数据，根据服务水平。

分级标准，找出车站能力的薄弱环节，结合动态仿

一。 期

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