中国城市规划学会官方网站

您当前的位置: 中国城市规划网> 资讯 >深度报道 > 正文

应对超大客流安全疏散的城市轨道交通枢纽规划设计关键技术

2023-08-30 11:14 来源:中国城市规划网

导读

中国城市规划学会科技奖是规划领域首个专享的社会科技奖,专门奖励规划领域的科学技术成果和规划科技人才,是学会的最高科技奖励。2022年度中国城市规划学会科技进步奖授奖项目共31项,其中一等奖4项,二等奖9项,三等奖18项。

广州市交通规划研究院有限公司等单位的马小毅团队凭借“枢纽空间规划布局技术、基于多层级波动系数的枢纽客流预测模型技术、枢纽内部换乘设施和空间组织设计技术、枢纽外部设施空间规划设计技术、枢纽应急安全疏散和风险防控技术”获得2022年度中国城市规划学会科技进步奖二等奖。

项目名称:应对超大客流安全疏散的城市轨道交通枢纽规划设计关键技术

主要完成人:马小毅,徐士伟,陈海伟,马剑,景国胜,谢志明,江欣国,巫瑶敏,刘新,贾幼帅,叶树峰,房庆恒,宋程,林曦,谷裔凡

主要完成单位:广州市交通规划研究院有限公司,西南交通大学

一、技术研发背景

国家战略:枢纽之“重”。城市轨道交通枢纽是推动交通强国和公交都市建设、促进绿色低碳出行的重要抓手,对经济社会发展具有重要引领带动作用,枢纽经济是推动城市高质量发展的重要动能。近年来,随着城市轨道交通建设加速,枢纽数量“井喷式”增长,对城市交通有序运行具有重要支撑作用。目前,全国客流排名前十的城市轨道交通车站均为枢纽站,单日最大客流均超过30万人次,最大的广州体育西路站甚至超过80万人次,超大客流应急安全疏散、拥挤缓解面临重大风险挑战。

民生问题:枢纽之“痛”。长期以来,我国城市轨道交通重线路工程建设、轻枢纽规划设计,枢纽内不同线路、枢纽外不同交通方式各自为政、缺乏有效协同,导致枢纽的交通承载力不足、换乘集散效率较低、应急疏散不安全,枢纽“空间挤、通道远、换乘累、接驳乱”已成为重大民生热点痛点问题,严重制约枢纽整体效能发挥。

技术难点:枢纽之“难”。当前国内外城市轨道交通枢纽规划设计迫切需要破解5大技术难点:一是枢纽的分类差异引导和空间规划协同问题,二是客流波动规律实时精准感知难题,三是内部客流高效便捷换乘组织难题,四是外部设施空间集约规划和精细设计问题,五是超大客流应急安全疏散和风险防控难题。

为攻克以上技术难题,本项目以国计、民生、技术的问题和需求为导向,从基础理论、关键技术、工程应用三方面开展研究,突破了“枢纽规划布局、客流精准预测、高效换乘组织、设施空间设计、应急安全疏散”五大关键技术难题,形成具有完全自主知识产权的城市轨道交通枢纽规划设计成套技术和标准体系。

二、主要科学技术内容和科技创新点

本项目从面向乘客服务和风险防控两方面入手,主要研究枢纽分级分类和空间规划布局、枢纽波动客流预测与仿真校验、枢纽内部换乘设施和空间组织设计、枢纽外部衔接设施集约规划和精细设计、枢纽应急安全疏散和风险防控等关键技术,主要创新点包括:

一是创建枢纽分级分类体系和空间规划布局方法。针对不同枢纽的功能服务差异、选址识别困难、交通承载力低下、服务覆盖不足等问题,建立了多元交叉融合的枢纽三维分级分类体系,发明了基于手机定位数据和路径推断的枢纽选址识别方法,开发了“点线面三级覆盖、站城一体化融合”的枢纽空间规划布局技术,实现枢纽用地管控和新线接入工程的科学预留。

1.png

基于手机定位数据和路径推断的枢纽选址识别方法

二是构建基于多层级波动系数的枢纽客流预测模型。针对枢纽客流波动规律难以捕捉、精准预测难以感知等问题,深入挖掘综合交通、土地利用、手机信令、出行调查等多源海量异构大数据,深度标定日、小时、超高峰波动系数,融合列车时刻表,将客流预测由规划级提升到运营级,研发了枢纽客流预测模型和规划决策支持平台,实现枢纽客流的实时分析和波动规律识别,为枢纽内部换乘设施空间和外部衔接设施空间的规划设计提供精确依据。

2.jpg

基于波动系数和列车时刻表的枢纽客流预测模型

三是攻克枢纽内部换乘设施和空间组织设计技术。针对新线接入枢纽引发换乘路径数量激增、换乘流线交织冲突、换乘导引信息缺失、换乘路径曲折狭长等问题,以满足乘客出行体验舒适性需求为导向,创建了包含两线、三线、四线、五线、六线等不同城市轨道交通枢纽的换乘组织模式,攻克了基于乘客出行体验的枢纽换乘设施空间、换乘流线组织和换乘信息导引等设计新技术,研发了基于广义换乘时间的城市轨道交通枢纽换乘系统评价模型,全面指导枢纽内部换乘设施和空间组织设计。

3.png

基于广义换乘时间的城市轨道交通枢纽换乘系统评价模型示意图

四是制订枢纽外部设施空间规划和设计技术标准。针对城市轨道交通枢纽外部交通秩序混乱、衔接效率低下、接驳环境不佳等问题,以“用地集约、精细设计、品质提升”为重点,突破了设施用地集约利用、设施要素精细设计、设施空间优质服务等技术瓶颈,构建衔接设施用地配置模型,量化交通衔接设施的建设用地指标,提出了衔接设施精细化品质化设计指引,编制了轨道交通衔接设施规划标准,填补了城市轨道交通枢纽外部衔接设施规划设计的技术空白。

4.jpg

枢纽外部设施空间规划设计示意图

五是研发枢纽应急安全疏散和风险防控技术体系。针对城市轨道交通枢纽超大客流换乘集散要求高、应急事件安全疏散风险大等难题,创建了涵盖枢纽内部客流情绪感染-客运路径选择-换乘设施空间瓶颈识别-出口行人安全疏散等技术模型体系,研发了枢纽大客流在线模拟仿真平台、枢纽客流疏散动力学模拟软件、枢纽客流疏散策略分析与优化软件,突破了枢纽超大客流应急安全疏散风险识别和防控新方法,深度揭示了城市轨道交通枢纽客流立体疏散链路约束机制,为制定有效的枢纽应急安全疏散策略、指导枢纽换乘集散设施规划设计和优化改造提供科学依据。

5.jpg

客流情绪感染模型仿真流程图

三、与国内外同类技术比较

经与国内外同类技术综合比较,本项目在枢纽规划布局、枢纽客流预测、换乘设施空间组织设计、衔接设施空间规划设计、应急安全疏散等方面实现突破。

一是在枢纽规划布局方面,相比传统的最短路径法、最少换乘站法,本项目发明的基于手机定位数据和路径推断的枢纽选址识别方法的精度更高、成本更低,更容易实现枢纽服务覆盖人口、就业提升。

二是在枢纽客流预测方面,传统方法得到的预测结果大多为均值,本项目构建的“波动系数”模型以及决策支持平台,大大减少客流预测误差,满足枢纽设计和运营需求。

三是在换乘设施空间组织设计方面,目前尚未有换乘设施规划设计标准,相关研究也仅针对两线换乘枢纽,本项目创建了三、四、五、六线等枢纽换乘组织模式,明确了换乘步行距离、换乘系统评价、换乘信息标志等内容,大幅提高换乘效率,满足多元化枢纽设计要求。

四是在衔接设施空间规划设计方面,既有研究缺少相关标准规范引导,本项目首次量化了衔接设施用地指标,制订了设施空间规划设计标准,填补空白。

五是在应急安全疏散方面,传统的最短路疏散等方法未考虑客流消极情绪感染、路径动态寻优、设施瓶颈约束等实际情况,本项目提出了枢纽超大客流应急安全疏散风险识别和防控新方法,为枢纽安全建设运营提供理论支撑。

四、推广应用情况和应用前景

本项目成果在广州、东莞等城市得到推广应用,开创性建立了我国城市轨道交通枢纽规划设计技术标准体系,有力支撑了我国城市轨道交通枢纽工程相关规划设计项目的实施,全面引领我国城市轨道交通行业技术进步和创新,支撑交通强国、公交都市等国家重大战略实施,应用前景广阔,轨道交通枢纽项目可利用该项目的五大技术指导全流程规划设计,包括枢纽选址、枢纽客流预测、枢纽内部换乘设施和空间组织设计、枢纽外部交通接驳和空间规划设计、枢纽超大客流应急风险防控等方面,提升城市轨道交通系统的整体效能。

五、经济社会效益

本项目经济社会环境效益显著。近3年累计新增项目总投资26.43亿元、新增销售额4.11亿元、新增利润1.62亿元、新增税收0.24亿元。构建的轨道交通衔接设施规划设计、应急避护场所设计等技术标准体系,引领行业技术进步与创新,提升城市轨道交通整体效能,推动学科发展和人才培养。成果在广州应用实现日均减碳127.2吨,有力支撑“双碳”战略实施。

六、知识产权情况及他人评价

本项目制定技术标准5部,获发明专利4项、计算机软件著作权3项,发表论文30篇。经权威机构科技查新和全国知名专家科技成果鉴定认为:项目在总结国内外研究的基础上,采用理论研究、模拟仿真、实例验证等方法,围绕“枢纽规划布局、客流预测模型、枢纽换乘组织规划设计、枢纽衔接系统规划、枢纽动态仿真与安全设计”五大范畴形成了重大创新成果,成果总体达到国际领先水平。

供稿人:马小毅,广州市交通规划研究院有限公司副总经理、教授级高工

相关新闻

学会声音

更多

规划动态

更多

规划会客厅

更多

城市更新的“经济账”怎么算?