武汉循礼门地铁(换乘)站内部流线优化设计研究毕业论文
2020-02-26 08:25:13
摘 要
随着经济的发展、城市人口持续增长、人口向城市聚集,城市化进程加快,城市用地日趋紧张,我国城市交通面临着显著的压力。乘坐地铁的人越来越多,也带来了许多问题,如站内拥堵情况严重、内部流线设计不合理造成人流混乱。本文在阅读大量文献的基础上,重点研究轨道交通枢纽流线问题,对于内部空间流线的优化提出建议。流线的合理设计可以有效提高地铁站组织效率,提高乘客的乘车体验,对地铁站服务水平的提高发挥着重要作用。
论文内容由五个部分组成:第一章绪论讲述了研究背景及意义,重点强调了轨道交通流线的国内外研究背景。第二章对不同地铁站和不同内部流线组织进行分析。第三章则以循礼门地铁站为例,通过交通调查、现场勘测、查阅资料的方式对循礼门地铁站客流量和现状流线进行分析,找出现状流线不能满足乘客需要的原因。第四章提出合理的内部流线优化方案并采用排队论的方法进行方案验证,提出相应的实施建议。第五章做最后的论文总结和论文展望。
关键词:地铁站、内部流线、换乘、优化
Abstract
With the development of economy, the city population growth, the population gather to the city, the cities speed up the process of urbanization, the city traffic of our country is facing significant pressure. More and more people select the subway to go out, so it brings many problems, such as serious congestion, streamlines in the station design by the unreasonable ways. In this paper, based on a lot of reading, focus on the subway transportation streamline problems, I put forward suggestions for the optimization of the streamlines. Reasonable streamlines design can effectively improve the subway organization efficiency and the passenger experience, It plays an important role on the subway service level.
This thesis is composed of five parts: the first chapter describes the background and significance of the research, emphasizes on the research background at home and abroad. The second chapter analyzes the different metro Stations and different inside traffic streamlines. The third chapter uses Xunlimen subway station as an example, through the traffic survey, site survey, data analyses and other methods to analyze Xunlimen subway station and streamlines, find why the existing facilities can’t meet the needs of passengers. The fourth chapter puts forward the internal streamline reasonable optimization design and proves its feasibility by queuing theory, then puts forward some suggestions for implementation. The fifth chapter summarizes the thesis and prospects future research.
Keywords: Metro Station, streamline, Transfer, optimization
目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 2
1.3研究的主要内容、方法与技术路线 2
1.3.1研究主要内容 2
1.3.2研究方法 3
1.3.3技术路线 3
第2章 地铁站的内部空间组织方式与流线分析 5
2.1地铁站的分类 5
2.2地铁站的功能分区 5
2.2.1站点出入口 5
2.2.2站厅 6
2.2.3站台 6
2.3地铁站内部空间分析 8
2.3.1车站内部空间分类 8
2.3.2车站内部空间特点 8
2.4地铁站内部换乘方式分类 9
2.4.1水平换乘 9
2.4.2垂直换乘 9
2.4.3综合换乘 9
2.5地铁站流线组织分析 10
2.5.1流线分类 10
2.5.2流线设计内容和原则 11
2.6地铁站流线的影响因素及其评价标准 11
第3章 武汉循礼门换乘站现状及内部空间流线问题 14
3.1循礼门站概况 14
3.2循礼门站客流分析 14
3.3循礼门站内部空间流线组织现状 16
3.4循礼门站内部空间流线存在的问题 17
第4章 武汉循礼门换乘站内部空间流线优化 18
4.1优化问题的提出 18
4.2优化原则 18
4.3优化方案 18
4.3.1高峰时期换乘流线优化方案 18
4.3.2进出口流线优化方案 19
4.3.3辅助优化方案 20
4.4方案评价 21
4.5实施建议 25
第5章 结论与展望 26
5.1研究结论 26
5.2研究展望 26
参考文献 27
致谢 28
第1章 绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
我国地铁建设有着飞快的发展速度。时至今日,中国已经开始了全面建设城市地铁的新时期,以惊人的速度跃居世界地铁运营总里程第一。武汉轨道交通1号线为武汉轨道交通的第一条线路,武汉市是中国中部地区开通轨道交通最早的城市。到目前为止武汉轨道交通日平均客流量文270万乘次,最高日客流量为347.1乘次。
轨道交通实现了枢纽站的人流集散并实现了地铁与其他交通方式之间的换乘,有效缓解了地面交通的压力,对周边商业的开发和建设起到一定的积极的促进作用,同时枢纽站的建设也在一定程度上改善了城市的空间结构,使城市空间的使用更加紧凑,使用率也大大提高。在这些枢纽站的内部,往往会因为乘客的行走目的和习惯形成一定的规律的路线,我们把它称作内部交通流线。地铁建设规模越来越大,内部交通流线也伴随着出现了许多问题:
(1)由于换乘距离较远,未能给乘客提供很好的换乘体验,降低了乘客在换乘中的舒适度,换乘站在设计时未能充分考虑建设的空间位置。
(2)不同方向的流线交叉干扰,形成冲突点,同时指示标志不明显甚至缺失,导致部分区域易出现人流混乱。
(3)客流量预测不足,无法满足高峰时段的乘车需要,导致发生拥挤。
因此,良好的轨道交通内部流线设计可以为地铁站的建设和发展带来诸多好处。武汉循礼门站一号线建设在高架之上,站台形式为两侧的侧式站台,循礼门站2号线位于地面之下,站台形式为集中在中部的岛式站台。循礼门换乘站整体建设布局为地上三层地下两层的方式,垂直高度高,内部流线复杂。本文即选取了武汉市循礼门地铁站作为研究对象,深入探讨其现有内部流线以及优化设计方案。
1.1.2研究意义
轨道交通在一座大型城市里承载着非常重要的角色,目前以公共交通为主导的TOD(transit-oriented development)发展战略也在各大城市中得以应用。因此,轨道交通的建设关系到我们每个人的出行,同时关系到国内轨道交通的发展水平和发展速度。有缺陷的内部流线设计会给使用者带来许多不便甚至困扰,亟待合理的优化方案提高现有的服务水平。从这种意义上说,内部流线的成功设计是枢纽站设计成功的关键。
循礼门地铁换乘站是武汉首个地铁换乘站,它的运营情况和内部流线优化设计可以为以后的换乘站建设提供宝贵的借鉴经验,在某种程度上说,实现了更大的经济效益,使得以后再建造地铁站时不因内部流线的设计缺陷而扩建或改建,为地铁站的建设节约了大量资金。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
北京建设了中国第一条地铁,并于1971年1月开始运营,目前为止,北京共有地铁线路22条。随着国家对于轨道交通设施建设的重视,国内各大城市都相继开展轨道交通的建设,上海、广州、武汉等一些大城市也对轨道交通的规划和设计进行了一定的探索,特别是21世纪以来各大高校开展了这类专业课程,设置了专门的学科,为国内轨道交通发展注入了大量人才,相关论文数量也在逐年提高。
张帅[1]对国内外各个地铁站建设的先进案例进行分析和总结,阐述了轨道交通内部的空间结构、流线组织方式以及换乘方式。聂剑寒[2]在理论分析的基础上运用legion软件进行了仿真设计,通过模型的直观反映找出武汉地铁中南路站所存在的流线问题并进行优化设计,为后来地铁站的建设以及流线优化设计提供了参考。
骆晨, 刘澜[3]对超大客流进行了定义,通过对成都北站的超大客流的定性与定量分析,分别给出了站厅和站台层的优化方案;张义然[4]运用社会力模型对成都地铁天府广场站进行研究,首先阐述了社会力模型的定义和表达式,然后介绍了行人之间的驱动力和相互作用力,同时确立了流线设施模型,最后将其应用于实例的研究;何闻[5]基于乘客的行为模拟了轨道交通换乘站设计研究。宿宇, 赵东拂[6]更加强调枢纽内部行人的寻路特征、包括从众等心里特征的研究,分寻路区段进行分析,为旅客行为分析提供了重要思路;董玉香[7]等人以北京西直门地铁站为例对枢纽内流线优化提出合理建议;马岳[8]借助SPSS和Matlab软件对行人步频、步速、步幅进行建模分析归纳总结出一些适应性结论。王泉[9]以北京苹果园交通枢纽为例对轨道交通枢纽的空间与流线进行研究;魏重丽[10]对武汉地铁徐家棚站提出具体设计方案,结合武汉地铁7号线建设作出远景规划。Sun W[11]等人讨论了光达站的建设对长沙轨道交通2号线的影响,介绍了以流线规划、空间组织为基础的商业空间开发技术策略。
1.2.2国外研究现状
世界城市地铁建设历史悠久,1863年伦敦开通第一条地铁,开启了城市轨道交通时代,欧洲一些发达城市最先开始修建地铁,距现在已有百余年的历史,设计、运营方式已经日趋完善,符合地铁建设远景规划原则[12],在内部流线设计上也存在很多好的思路方法,对于枢纽交通流线研究具有借鉴意义和参考价值。
Winnie Daamen[13]等人认为在地铁站功能分区的设计中,乘客的步行流线是一项重要的研究课题,在大量的数据研究基础上才能更好地设计交通流线,通过数据分析建立更加精确的路径选择行为的效用模型,从而得到不同的设施服务水平对乘客路径选择的影响。
Jiang J L[14]等人研究了不同的运输手段,最大限度地提高城市客运服务水平。满足旅客的高效、安全、方便、舒适地转移,同时对旅客换乘的影响因素进行分析。Eboli L[15]等人提出了一种测量换乘服务质量的方法。这个方法是基于乘客感知基础上的。涉及过境服务的主要方面的性能措施。提供了一个可靠的换乘性能测量工具。Zhibin Jiang[16]等人利用大数据对轨道交通时刻表进行分析,对流线设计提供了参考数据。Khattak A[17]等人运用离散事件仿真模型和遗传算法对轨道交通车站人行道宽度进行了优化设计。
1.3研究的主要内容、方法与技术路线
1.3.1研究主要内容
本文在研究地铁站具体建设设施基础上,重点研究了地铁内部流线建设,包括三个主要方面的研究内容。
(1)通过查阅资料来阐述地铁站的基本设施和空间结构以及各种不同的换乘模式。
(2)通过对地铁换乘站内部客流量进行调查和分析,采用定性和定量分析相结合的方式找出地铁换乘站内部存在不合理的问题。
(3)提出相应的流线优化建议并用排队论的方法进行模型验证,以考核优化方案是否有效解决了当前的设施缺陷。
通过三个方面的研究以及在理论的基础上联系实际,通过对循礼门枢纽的分析研究,进行优化设计,给循礼门周边地区带来更好的社会效益和经济效益,同时改善循礼门换乘站的服务水平。
1.3.2研究方法
(1)文献分析法
通过查阅国内外轨道交通枢纽内流线分析研究的相关文献,全面了解地铁站内流线的国内外最新研究现状和发展趋势,引入相关理论,澄清事实,发现问题,
(2)系统分析法
在宏观上,讨论地铁站由于内部空间换乘组织方式不同而对内部流线产生的不同影响。在微观上,将枢纽内部空间进行系统的分类,分析其构成要素及其与交通流线组织之间的关系,从而总结出内部流线设计过程中需要综合考虑的各种问题。
(3)实地调研法
通过实地调研武汉地铁循礼门站,获取影像资料及人工采集有效客流数据,绘制站内现状流线,查找拥堵的原因,发现影响换乘效率和服务水平的因素。提出相应措施进而提供更好的交通服务。
1.3.3技术路线
图1-1研究技术路线
第2章 地铁站的内部空间组织方式与流线分析
2.1地铁站的分类
地铁车站作为整个城市交通路网中的连结点,由于它在路网中的作用不同从而其功能也各不相同。按照地铁站功能来划分可分为3类:普通中间站、换乘站、和始末站。
(1)普通中间站
顾名思义,普通中间站就是最简单,最常用的一种车站形式,即整条地铁线路中间的最普通的一站,普通中间站的功能比较单一,如武汉地铁徐东站、积玉桥站。仅供乘客在一条地铁线路的上下车使用。
(2)始末站
始末站是一条地铁线路的两个方向的端点站,由于客流比较集中,始末站的规模都比较庞大,如光谷广场、武汉火车站。它们既是一条线路的起点站,又是一条线路的终点站。
(3)换乘站
换乘站承载着不同线路集散和运输功能,是两条或多条线路的交点,内部构造复杂,特点是换乘人数比出站人数多。内部空间结构也比较复杂,如武汉地铁黄浦路、循礼门站。
2.2地铁站的功能分区
地铁站供乘客使用的区域分为站点出入口、站台、站厅三个部分,主要功能是给乘客提供乘降场所,对乘客进行疏导和转移,引导乘客出站和到达目的地。
2.2.1站点出入口
站点出入口是乘客进出轨道交通枢纽的通道,出入口位置设置直接关系到乘客是否能顺利进出站,因此轨道交通枢纽应该设置在地面比较显眼的位置,如地铁宝通寺站,当然也有一些地铁站出入口设置的不合理,如徐家棚地铁站出入口在一个很隐蔽的位置,不方便外部乘客进入地铁。再如江汉路地铁站出入口设置在江汉路步行街内部,虽然方便逛街的人直接从此口出去,但是对于第一次乘坐或者不熟悉地铁站出入口位置的人来说,这种设置方式无疑增加了寻找地铁站出入口的难度。同时在设置地铁站出入口的时候,应该将数量设置在两个以上,方便不同方向的人选择距离最近的进出口,可以有效减少步行距离。
地铁站出入口主要有两种:独立设置的车站出入口入口和与其他建筑物结合的车站出入口。交通枢纽的出入口主要由门厅、扶梯(楼梯)以及水平通道组成。独立设置的门厅相当于一座独立建筑物,带有特殊的指引标识,方便乘客识别。如武汉地铁徐东站,见图2-1。另一种是与其他建筑物结合的方式,如与商业区结合,与住宅区、办公区结合等。地铁站通常根据建筑物的空间特性来设计以满足乘客的各种需要,如武汉地铁光谷广场站,见图2-2。
图2-1独立设置的车站出入口 图2-2 与商业区结合的车站出入口
2.2.2站厅
站厅一般都设置在地下一层,有一少部分设置在地上一层。站厅分为内部人员工作区和乘客使用公共区两个部分,乘客使用公共区又可分为付费区和非付费区。从出入口进来后首先进入非付费区,非付费区的主要功能分为售票、安检以及一些公共服务设施,如公共图书馆、银行、自动贩卖机等。付费区主要功能是供乘客进入乘车区,以进出站闸机为分界线,进入付费区后,乘坐下行电梯进入站台等待乘车。站厅的主要承担乘客购票、过安检以及检票进站的功能,见图2-3。
图2-3 站厅示意图
2.2.3站台
站台设置一般为层,换乘站的站台一般有多层,主要分为候车区和疏散区。站台主要分为侧式站台和岛式站台,在换乘站还会出现侧岛式混合站台。
(1)侧式站台
侧式站台位于轨道线路两侧,乘客乘车区域也在轨道两侧,见图2-4。列车在中部行驶。这种站台的优点是不会使不同乘车方向的乘客发生干扰,有效提高了疏散效率;它的缺点是如果站台标识不明确会使乘客走错方向,增加额外步行距离并降低乘车体验。同时这种站台宽度小,面积利用率低,所以国内采用这种站台形式的不是很多。
图2-4 侧式站台
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