杭州地铁换乘站人员疏散潜在障碍实测研究

郁奇涛，刘冬梅，葛泽强

（浙江理工大学建筑工程学院，杭州 310018）

1 研究背景

地铁以快速、准时、运量大、绿色、节能等优点，在杭州城市交通中担当着重要角色。杭州首条地铁1 号线于2012 年11 月24 日正式开通，随后2 号线、4 号线相继开通并实现成网运营，共设车站79 座、换乘站5 座，线网日均客流量已超过150 万人次。特别是，杭州在2022 年亚运会前，将形成“10 条轨道普线+1条轨道快线+2 条市域线”共13 条线路、总长度达516 km的城市轨道交通骨干网络，实现10城区全覆盖。轨道交通网络化运营，使得换乘站的客流量巨大，客流组织工作变得愈加复杂，相应潜伏着一些安全隐患。

杭州地铁凤起路站、火车东站等换乘站作为地铁乘客的换乘枢纽，早晚高峰期和节假日的客流量巨大，换乘站的通过能力与实际客流量不相匹配，导致拥堵现象时常发生，存在安全隐患。随着近年杭州在国内外知名度和影响力的不断提升，市区地铁客流量在持续激增，给地铁凤起路站等换乘站又添加了客流通行压力。

目前，国内外对地铁车站的安全研究多针对某一现象或问题进行分析。例如，郭雩等对地铁站不同人群的行为特征进行研究分析，包括不同年龄、不同性别、不同学历的乘客在接受安全知识、疏散行为等方面的差异[1]。Smith 对密集人群的密度、速度和流动之间的关系进行了研究，得出在关键事件点的繁忙车站会造成人群以非常高的密度聚集的结论，认为在非常规的情况下，需要综合考虑拥堵人群的速度、移动和密度特征来进行进出设施的安排[2]。Dongkon Lee 等进行了人员疏散行为模拟试验研究，发现在现实世界中，不考虑乘客的运动、心理状态的疏散分析是毫无意义的[3]。彭磊等针对火灾预警机制及疏散方式进行了研究分析，总结了地铁火灾的特点，对地铁火灾预警系统进行阐述，提出了一系列关于火灾预警防护的安全措施[4]。贺德强等以地铁全自动驾驶中车辆火灾场景为研究对象，将系统动力学理论方法用于构建调度安全影响因子模型来进行研究[5]。暴一星对地铁换乘的导向标识进行研究分析，指出了导向标识在数量、位置等方面的不足，并提出优化意见[6]。王春雪等基于不同时段的人群特征，进行地铁疏散仿真研究[7]。何理等对地铁乘客特性与疏散行为特性的相关性进行研究[8]。钟茂华等通过建立关于乘客安全行为的结构方程模型，研究影响地铁乘客安全行为的主要因素[9]。现有研究显示，对于切合某一特定车站场景的潜在风险隐患分析具有必要性。基于已有的研究现状，下面采用现场实测的方法，对杭州地铁1 号线和2 号线交会的凤起路地铁换乘站、1 号线和4 号线交会的地铁火车东站进行研究，搜索挖掘潜在的安全障碍和隐患，获得切合实际的优化措施，为地铁安全提供数据参考。

2 国内外地铁换乘站典型事故分析

2.1 国外地铁换乘站典型事故

以伦敦“国王十字”地铁站火灾事故为例进行分析。“国王十字”地铁站是3 条火车线和5 条地铁线的交会处，每天客流多达25 万人次。1987 年11 月18日，该地铁站因一未熄灭的烟头而引发了32 人死亡、100 多人受伤的火灾灾难，事故过程如表1 所示[10]。

表1 “国王十字”地铁换乘站事故过程Tab. 1 Accident schedule of “King’s Cross”transfer station in London

分析造成该地铁换乘站火灾事故的原因：

1) 换乘站工作人员的火灾意识不足，从收到异味警告到发现着火将近1 h 的时间，致使火势不断蔓延，这是导致火灾难以扑灭的重要原因之一；

2) 因时代的原因，该地铁站设备多为木制材料，存在许多易燃物，使得火灾能够大面积扩散；

3) 工作人员和警察疏散不及时，缺乏应对技能，导致火灾发生后仍有大量乘客滞留在站内；

4) 因地铁站出入口少，缺少消防通道，消防人员的进入与乘客疏散的客流冲突，导致消防工作难以展开；

5) 地铁公司在灾难发生前没有相应灾害应对措施预案，需要临时决策，导致救援效率不高；

6) 站内工作人员管理不当，在疏散时没有打开疏散通道的折叠门，导致大量乘客无法及时疏散；组织能力较弱，导致现场过于混乱，发生踩踏等冲突现象。

2.2 国内地铁换乘站典型事故

以北京地铁知春路站电梯冒烟事故为例进行分析。北京地铁知春路站是地铁10 号线和13 号线的换乘站，2011 年2 月的某一天，该站内换乘通道2 号自动扶梯冒烟，导致换乘通道封闭，电梯部分设备毁坏，所幸无人员伤亡。这次事故属于险性事故，过程如表2 所示。

表2 北京地铁知春路换乘站的事故过程Tab. 2 Accident schedule of Zhichun Road transfer station of Beijing Metro

1) 造成该站事故发生的原因：直接原因是梯级间隙照明灯具及线路短路，导致扶梯处空气开关跳闸，同时引燃扶梯桁架、油污和毛絮等；间接原因是专业人员抢修太晚，机电公司的电梯维护人员对设备没有按时维修，存在弄虚作假现象，导致电梯欠修。

2) 没有发生人员伤亡的原因：FAS 火灾报警器及时发现火灾，且站内工作人员反应迅速，采取一定的灭火措施；该地铁换乘站有相应的应对火灾的预案，且站内工作人员及时封闭换乘通道，疏散人群。

2.3 通过事故对比得出的结论

1) 在关键节点的地铁换乘站，必须配有相关的灾难报警器，并且有灾难应对预案，工作人员必须经过疏散培训，使地铁换乘站具有足够的应对灾难的能力。

2) 发生灾难时，应当及时进行乘客疏散，向有关单位部门求助，并保持疏散有序进行。

3) 地铁换乘站的设备材料应符合防火等规范的规定，按时检修有关设施。

4) 地铁换乘站客流量大，一旦灾难发生没有得到有效的治理防护，将会产生大量人员伤亡和经济损失。因此，对每个地铁换乘站进行现场观测，查找发现潜在的安全隐患，提出相应的预防措施，是具有现实意义的。

3 杭州地铁换乘站人员疏散行为实测

基于换乘站的功能、结构布置形式、人的行为特征，结合前人的研究成果[11]，提出了适合本次研究的地铁乘客疏散行为实测方法。对杭州凤起路地铁换乘站、地铁火车东站进行了现场客流量观测和视频采集，实测数据为研究结果更客观、更贴近实际提供了支撑。

3.1 地铁换乘站人员疏散行为实测方案

1) 凤起路地铁换乘站人员疏散行为实测方案。本次实测试验共设置3 个固定实测点，分别位于站台停靠列车车门附近、站厅层闸机出口处以及换乘通道中间，如图1 所示，采用视频录像方式采集数据。

图1 固定实测点Fig. 1 Fixed measuring point

固定实测点1 在1 号线站台停靠列车车门附近，主要记录乘客从列车门出来后在扶梯处停滞的时间，以及在站台疏散扶梯的行为特征；固定实测点2 在站厅层闸机出口，主要记录乘客出入闸机的速度，以及在闸机出入口的行为特征；固定实测点3 在换乘通道中间，主要记录人员的通行速度以及不同人群的行为特征。

2) 火车东站地铁换乘站人员疏散行为实测方案。本次实测试验是现场寻找已经存在和可能存在的拥堵点，对其进行现场拍摄记录和相关尺寸的测量记录，结合定性分析和定量分析，找出地铁火车东站可能存在的安全隐患。

3.2 凤起路地铁换乘站人员疏散行为实测

按照上述实测方案，在杭州地铁1 号线凤起路换乘站固定实测点1、2、3 进行了多次乘客疏散行为的实测。通过记录与统计，选取其中具有代表性的实测数据进行分析，测点1 选择客流高峰期记录的数据，测点2选择客流出入速度较慢的数据，具体如表3、4 所示。

表3 实测点1、2 实测视频记录统计Tab. 3 Statistics from the recorded videos at measuring points 1 and 2

3.3 凤起路站人员疏散行为实测结果分析

表3 的实测结果数据显示，在测点1 处，也就是凤起路地铁换乘站乘客从列车车门走上扶梯，需要停滞的时间是56 s 左右，其中17.9%的乘客在低头看手机，只有16.4%的乘客愿意走扶梯，其余的乘客都在等候电动扶梯；在测点2 处，也就是乘客进出闸机时，15.6%的乘客在看手机，2.22%的乘客停下来看导向，6 至8 名乘客逗留。表3 中的速度数据，代表的是实测中速度较慢的乘客，他们大多数是因为打开支付宝扫码耽误太多时间。

表4 实测点3 实测视频记录统计Tab. 4 Statistics from the recorded videos at measuring point 3

表4 的实测数据统计结果显示，在通常运营状态下，凤起路地铁换乘站平均20.9%的乘客在换乘通道中低头看手机，与表3 中存在的现象类似。

通过以上实测数据的统计分析，凤起路地铁换乘站在正常运营状态下存在以下安全隐患：一是17.9%～20.9%的乘客低头看手机，不仅降低了客流速度，造成拥堵，还有可能因为专注手机而与其他乘客发生碰撞；二是只有16.4%的乘客走扶梯，更多的人愿意等电动扶梯，导致在1 号线通往站厅的扶梯处大量乘客拥挤；三是闸机出入口有乘客逗留现象，乘客因不熟悉支付宝扫码而耽误太长时间，导致闸机口处出现拥堵情况。

因此，地铁管理部门可以在关键节点、关键时期多设置一些引导。例如：在站台通往站厅的扶梯口处，引导没有携带行李的乘客走扶梯，把电动扶梯让给有大行李的乘客，提高扶梯利用率，缓解拥堵，并增大宣传力度，使乘客自觉养成走扶梯的习惯；在闸机口处，设置引导使用支付宝扫码和疏散逗留人群的工作人员，以保证闸机出入口畅通。

3.4 地铁火车东站人员疏散行为实测结果分析

按照上述实测方案，在火车东站地铁换乘站进行现场实测和相关数据记录，发现以下潜在障碍：

1) 1 号线前往湘湖的站台，通往站厅的扶梯口与建筑结构柱之间的距离过近，在客流线1 和客流线2交会时容易发生拥堵，尤其在客流高峰时期，会导致可能的安全隐患，现场情况和尺寸示意如图2 所示。

2) 换乘站的附属设施，如垃圾箱、饮品贩卖机、休息座椅等位置的放置需合理化，在空间上一定程度阻碍了客流交会，尤其是在客流高峰期，会加剧站台客流堵塞，现场场景及附属设施障碍分析如图3 所示。

图2 柱梯间距及分析Fig. 2 Distance between columns and ladders and analysis diagram

图3 附属设施障碍Fig. 3 Ancillary facilities obstacles

4 地铁换乘站人员疏散潜在障碍

4.1 客流高峰期关键节点引导障碍

地铁换乘站在客流高峰时期，某些关键节点(如站台通往站厅的扶梯、出入闸口处等)，有大量乘客拥堵、停滞的现象，缺少相应的引导来疏解换乘客流。

4.2 潜在的车站建筑结构障碍

1) 地铁换乘站扶梯口与结构柱距离过近，此处在客流交会时容易引起拥堵和混乱，不利于大客流疏散。

2) 地铁换乘站站厅结构空间布置过于复杂，如图4 所示的地铁火车东站站厅。这些复杂的布置，既会阻碍乘客视线，影响客流速度，还容易引发乘客焦虑的心态，尤其在客流高峰期，可能诱发不良状况，阻碍客流通畅，不利于客流疏散。

4.3 潜在的附属设施及装备障碍

1) 地铁换乘站的附属设施(如垃圾箱、饮品贩卖机、休息座椅等)的位置布置欠合理，在空间上产生一定程度的阻碍，影响客流通畅，尤其在高峰期，容易加剧站台的堵塞，出现推攘、踩踏等安全隐患，如图3 所示的站台处座椅布置。

2) 地铁换乘站的装备(如防爆箱、支付宝自动售票机、线路指示牌等)位置摆放欠合理，可能阻碍客流，容易引起拥堵，不利于客流疏散。一些指示牌在高峰期容易被人群推倒，可能引发安全隐患，如图5 所示的地铁凤起路换乘通道处的指示牌。

4.4 潜在的地铁导向标识障碍

地铁换乘站站厅导向标识不能清楚地指示各功能区及流线节点方向，或者布置混乱，很容易引起乘客滞留，人员疏散时有潜在的安全隐患，图6 为一乘客正在地铁凤起路站厅内寻找指示导向。

5 地铁换乘站人员疏散优化建议

5.1 高峰期关键节点引导的改善

换乘高峰期，可在站台通往站厅的扶梯处设置足够的引导工作人员，引导没有大行李的乘客走扶梯，把电动扶梯让给有大行李的乘客，提高扶梯利用率，有效缓解扶梯拥堵问题；同时也可以加大宣传力度，引导乘客自觉走扶梯。可在出入闸口处设置足够的引导工作人员，一方面引导对手机扫码不熟悉的乘客，提高其通过闸口的速度；另一方面引导在闸口附近逗留的乘客尽快出站，保证该处运营通畅[12]。

5.2 车站建筑结构布置的改善

图4 布置复杂的地铁站结构空间Fig. 4 Subway station space with complex layout

图5 指示牌布置障碍Fig. 5 Signage barrier

图6 导向标识障碍Fig. 6 Obstacle of guide mark

地铁换乘站建筑结构的布置应当综合考虑当地客流量，确保通行能力与实际客流相匹配，不应照搬规范或其他站台的结构布置。

5.3 附属设施及装备布置的改善

尽量减少站台里面的贩卖机，这样不仅能使站台更加空旷，易于人员疏散，而且还能减少乘客的滞留概率，在高峰期能够缓解拥堵。垃圾箱、休息座椅等附属设施应贴墙放置，不要置于客流交会之处，以便使客流交会更加顺畅。

5.4 地铁导向标识布置的改善

导向标识的布置应与站内人员的行径(行为特征)相配合，在客流交会处应保证其清晰且数量足够。导向标识在布置上应确保其连续性，让乘客在视野中容易找到下一个对应的导向标识。特别是在站内交叉口和人流聚集、容易产生拥堵的地方，导向标识应简洁明了易懂，便于乘客快速辨识，加快客流疏解速度。功能区是一个客流量大的区域，应设置足够多的导向标识，并且适当减少高亮度、过于显眼的商业广告，突出导向标识和逃生标志，确保在发生灾害时乘客能够及时找到疏散路线[6]。

6 结语

快速发展的杭州地铁有其独特的风格，也存在一些安全隐患。面对即将到来的亚运会而产生的交通运营压力，为了使其建设运营更加完善，笔者通过对已有的地铁换乘站进行现场实测和勘察，得出如下结论：

1) 在高峰时期，某些关键节点存在大量乘客拥堵、停滞的现象，需设置相应的引导；

2) 扶梯口与结构柱距离过近，客流交会时容易引起拥堵、混乱，在高峰期或者紧急情况下不利于疏散；

3) 站厅结构布置太复杂，广告太多，使乘客眼花缭乱；

4) 指示牌布置不合理，在高峰期容易被人群推倒，有砸到乘客的安全隐患和潜在的疏散障碍。

针对现状问题，提出优化建议：增加引导工作人员，提高扶梯利用率；减少商业贩卖机的布置，合理设置站台座椅；增强导向标识的利用等。杭州地铁建设与客流安全任重而道远，需要综合考虑各种安全隐患，并寻找适合每一个站台、路线的解决方案。可以预期，未来的杭州地铁会全方位展现杭州一流城市的风貌。