城市轨道交通自动检票机配置数量的研究

城市轨道交通自动检票机配置数量的研究作者：何洁摘要提出了按车站客流特征选取超高峰小时系数作为自动检票机配置计算依据。设计通行能力应考虑车站内设备布局、乘客熟悉程度和检票方式等因素的影响，一般取1400～1500人/小时。对客流潮汐现象明显的车站，可采用部分双向自动检票机提高设备使用率，配置比例按进出站客流差值的一半考虑，有条件可参照类似车站统计数据确定，使用时间上可按早晚高峰各2～3小时确定。关键词城市轨道交通；自动检票机；配置数量ResearchonAFCTicketMachinecollocationofUrbanRailTransitHeJieAbstractWithanalysisofextrapeakhourfactor,thispapersuggeststhatthefactorshouldbeadoptedaccordingtothecharacterofstation.Thedesignpassbycapabilityshouldtakeaccountoflayoutoffaremachine,thefamilityofpassenger,check-inmodeandetc,generallybetween1400per/hand1500per/h.Asforstationwithdistincttidephenomenaofpassengervolume,bidirectionalticketmachineshouldbeinstalled.Therecommendedproportionisthemachinescalculatedaccordingtohalfofthedifferencebetweencomeinandoutvolumeinmorningpeakhour.Keywords：UrbanRailTransit;AFC,cllocation;peakhourfactor城市轨道交通的自动售检票系统可实现购票、检票、计费、收费和统计的全过程自动化，既方便乘客，也便于运营数据的统计分析、适时调整运营方案，提高了管理效率，因此目前国内在建的城市轨道交通新线项目基本都采用了该系统。从使用者角度考虑，作为直接面对乘客的车站重要服务设施，自动检票机数量的配置、设计布局是设计工作的关键环节，直接涉及服务的便捷性和人性化；从运营管理角度考虑，既要满足功能需求，也要避免过多配置和临时改建，充分利用建设投资。本文结合设计规范，通过对涉及设备配置的超高峰小时系数、设计通过能力和客流特征等因素进行探讨，提出一些建议供设计参考。1超高峰小时系数1.1相关规范规定按《地铁设计规范》GB50157-2003（以下简称“规范”）8.1.4条规定“车站的站厅、站台、出入口通道、人行楼梯、自动扶梯、售检票口（机）等部位的通过能力应按该站远期超高峰客流量确定。超高峰设计客流量为该站预测远期高峰小时客流量（或客流控制时期的高峰小时客流量）乘以1.1～1.4超高峰系数。”同时，18.1.2条规定“自动售检票系统的设计能力应满足地铁超高峰客流量的需要。自动售检票设备的数量按近期超高峰客流量计算确定，按远期超高峰客流量预留位置与安装条件”1.2设计取值行车组织及运营管理通常将车站等级按远期全日上下客流量分为三类：大于10万人/日为甲级站；5～10万人/日为乙级站；小于5万人/日为丙级站。售检票系统设计中一般按上述所确定的车站等级进行超高峰小时系数的选择，设备配置计算中所需的超高峰小时系数，甲级站取高值，乙级站取中值，丙级站取低值，即假定车站客流量越大，超高峰小时系数越大。1.3既有线调查统计结果分析通过对上海轨道交通既有线部分车站客流数据进行分析表明：（1）超高峰小时系数取1.4基本合理；（2）超高峰小时系数依据车站日客流量分类取值值得研究。以上海地铁1号线为例（见表1），客流量较大的人民广场、莘庄和徐家汇，超高峰小时系数均仅在1.1左右，客流较小的新闸路，超高峰小时系数却较高，如按此进行设备配置可能导致设备闲置或不足。表11号线部分车站日客流量及超高峰小时系数站名日客流（万人）高峰小时客流（万人）实际超高峰小时系数莘庄14.71.51.09外环路2.30.41.21莲花路8.41.11.07锦江乐园6.40.71.13上海南站4.50.31.34漕宝路7.20.51.09上海体育馆5.10.31.10徐家汇13.10.91.08衡山路2.40.21.15常熟路3.30.31.25陕西南路6.70.51.18黄陂南路8.30.71.15人民广场15.11.01.10新闸路2.90.21.20汉中路2.70.21.17上海火车站16.80.91.23其原因在于超高峰小时系数定义为（客流最大的一段时间内流量×4）/高峰小时客流，时间一般定义为15分钟，也有定义为20分钟（公式中流量×3），本文所采用的数据均为15分钟的流量。据此，超高峰小时系数取决于15分钟内的流量和高峰小时流量的比值。按车站所处区域的不同，对下列3类典型车站进行分析如下：(1)交通枢纽型车站超高峰小时系数宜按取高值。其特点是日客流大，短时间内受集中客流到发冲击，极易形成较高尖峰，超高峰小时系数较大，如上海火车站及上海南站。对大型游乐和娱乐场所亦应如此。（2）商业集中区域和集中居住区超高峰小时系数宜按取偏低值。其特点是日客流大，但短时间内客流持续较高，相比高峰小时客流无明显削减，超高峰小时系数较小。如人民广场、徐家汇较为典型。对于位于集中居住区的车站，因客流潮汐现场明显，早晚高峰持续、集中，情形也较为类似，如莘庄站、漕宝路站。（3）集中办公区域超高峰小时系数宜按取中值或偏高值。其特点是日客流往往不是最大，但由于上下班时间较为固定，短时间内客流集中到达比例高，且衰减明显，超高峰小时系数较大。如常熟路、新闸路较为典型。由上述分析可知，客流量大未必超高峰小时系数大，如在集中商业区域和集中居住区域，宜根据客流具体特点进行定量分析和定性判断，才能取得满意的效果。2设计通过能力2.1自动检票机设计通行能力2.1.1规范规定国家地铁规范8.3.16条规定自动检票机的最大通过能力：对于三杆式磁卡为1500/h，非接触IC卡为1800人/h。上海地方标准也规定了非接触IC卡的最大通行能力，同国家规范。2.2.2既有线调查结果分析1、实际通行能力的调查通过对上海火车站进站乘客使用自动检票机的情况调查，记录乘客使用时间，绘制乘客使用自动检票机的“通过时间”累计概率曲线（如图2所示）。图2乘客通过时间累计概率图从上图可以看到，在使用非接触IC卡的情况下，约30％的乘客通过自动检票机时间小于2秒，60％的乘客通过自动检票机时间小于2.5秒，80％乘客通过自动检票机时间小于3.5秒，平均通过时间为2.6秒。通过对高峰小时内进站人数的统计表明，每分钟连续通过人数在23～27人，因此现场观测的实际通行能力约1500人/小时。以平均通过时间计算进站通过能力约为1400人/小时，与现场以时间为单位观察的通行能力较为一致（相差7％），因此建议一般情况下，设计取值可考虑为1400～1500人/小时。2、自动检票机布局对通行能力的影响自动检票机的布局对通过能力也有较大的影响。由于车站狭长型的特点，一般自动检票机垂直于客流流向布置，造成乘客对设备的使用率并不均衡。通过对现场自动检票机不同布局和使用效率的观测和分析（见图3和图4），可以看出：当自动检票机垂直与客流布置时，设备的使用率差异较大，从距离主客流近端的1号机和远图3自动检票机垂直于客流布置流量示意图图4自动检票机平行于客流布置端8号机相比使用频次相差约12倍。尽管在大客流的条件下，乘客有自动调节的趋势，理论上通过能力不受影响，但实际上调查中发现由于高峰小时期间下近端客流设备极度拥挤，易造成通行不畅，如刷卡交易后不能通行，返回时受进站客流通行阻挡延时；前面乘客刷卡交易未成功而因随后的乘客此时已刷卡得以通行，随后的乘客现场反复刷卡而延时，等等，此外设备使用率较高，故障率相对较高。这些原因都可能导致短时间内设备使用数量减少，通行能力降低，因此在通行能力计算中应考虑适当的折减。对于自动检票机平行于客流布置，由于客流相对均衡，发生上述情况相对几率较小，通行能力能够充分发挥，对车站总体通行能力也起到保障作用，因此从提高自动检票机通行能力角度考虑，检票机宜垂直于客流方向布局。3、乘客熟悉程度对通行能力的影响由于乘客对设备熟悉程度的不同，对自动检票机的通过能力也有一定影响。如对于上海火车站、上海南站等于外来乘客占一定比例的车站，乘客在进出站时所花费的时间较长，尤其是出站时采用插卡检票方式。因此，按目前的票种和检票方式，在设备配置计算出站通行能力时应适当降低，对外来乘客较多的车站设备通行能力也应做适当折减，具体折减比例可通过抽检调查的方法确定。3设备配置对潮汐客流特征的考虑由于大部分轨道交通乘客以上班、上学的通勤客流为主，因此客流易呈现潮汐现象，即早晚高峰客流量级基本相当，但方向相反。对于集中居住区，早高峰进站客流远大于出站客流，晚高峰反之；对于集中办公区，早高峰出站客流远大于进站客流，晚高峰反之（见图5、图6、图7）。图4莘庄站全日进出站客流变化图图5陆家嘴站全日进出站客流变化图图6张江高科站全日进出站客流变化图图4反映了位于集中居住区的莘庄站客流变化规律。图5、6分别是反映了位于地区商办集中地的陆家嘴和张江高科站客流变化规律。从图中可以看出：（1）早高峰居住区进站客流突出，峰值持续约2小时；办公区出站客流突出，持续约1小时。其原因是由于乘客距离办公地点路程长短不一，所花费时间不等，造成出发时刻有差异，进站峰值持续时间长；而办公时间基本一致，造成到达时刻基本相同，出站时间基本一致。晚高峰反之，进站持续短，到达持续时间长。（2）晚高峰居住区出站客流突出，持续约2～3小时峰值；办公区进站客流突出，持续约2小时。居住区的到达持续时间长的主要原因是乘客下班时间不一，且目的较为分散；而办公区的出发时间相对集中，但也因下班时间不一出现约2小时的进站高峰。（3）平峰时间，进出站客流基本相当；（4）早晚高峰时间的进出站客流比例，早高峰高于晚高峰，最大约2～3倍。不同类型的车站有一定差异，如图7的莘庄站，由于车站所处区域兼有地区办公的功能，其进出站比例小于功能稍微单一的陆家嘴站和张江站。鉴于上述客流特点，在自动检票机设计中如按照进出站分别配置，必然造成设备使用效率低下，运营维护成本增加。较好的解决方案是配置一定比例的双向自动检票机，在设计时应注意以下3个方面问题：（1）在配置比例上，可按照客流预测早晚高峰差值的一半作为设计依据，有条件时可参照同类型车站统计数据比较分析确定；（2）在双向自动检票机的使用时间上，可按早晚高峰各2～3小时考虑。（3）在设备布局上，应尽量按主客流方向布置，并在车站标识中予以提醒。4结论与建议对于自动检票机的配置和布局，总体上应深入分析客流特点，宜根据客流具体特点进行定性判断和定量分析，才能取到既满足需求又节约投资的效果。（1）超高峰小时系数的选取应根据不同类型的车站具体分析。对交通枢纽型车站宜取高值，集中办公区域宜按取中值或偏高值，商业集中区域和集中居住区宜取低值。（2）自动检票机的设计通过能力应考虑车站内设备布局、乘客熟悉程度和检票方式等因素的影响。对于采用非接触式IC卡，一般情况下进站设计通过能力可取1400～1500人/小时，在外来乘客较多或刷卡出站情况下，可考虑适当的折减。（3）对于客流潮汐现象明显的车站，可采用部分双向自动检票机提高设备使用率以进一步节省投资和空间。配置比例可按进出站客流差值的一半考虑，有条件时可参照类似车站统计数据确定；使用时间上可按早晚高峰各2～3小时确定。参考文献[1]GB50157-2003地铁设计规范[S].[2]DGJ08-109-2004J10325-2004城市轨道交通设计规范[S].