地铁枢纽行人步速及空间需求特性分析——以南京市为例

地铁枢纽行人步速及空间需求特性分析——以南京市为例何 流【摘要】为了研究地铁枢纽行人步速及空间需求的变化规律，通过双定点视频法采集了南京地铁枢纽新街口站和南京站站的通道、站厅、站台和楼梯共 600 个行人样本，采用多元回归分析并建立了行人的 步速及静、动态空间需求模型，并标定了模型参数。

发现出行目的以及环境因素对行人步速的影响远远大 于性别、行李等个体因素，而性别和行李、步速和密度分别决定了行人的静、动态空间需求。

结果表明， 本文建立的行人步速及空间需求模型能较好地反映出行人在地铁枢纽中的步行规律。

【关键词】地铁枢纽；行人；交通调查；步速；空间需求行人步速及空间需求是行人微观行为特性的重要组成部分， 是规划行人设施、 制定相关 规范的前提。

地铁枢纽行人步速及空间需求特性分析研究了行人在地铁枢纽中的步行规律， 在地铁枢纽的规划设计和运营组织中发挥了重要的作用。

步速是最基本的行人行为微观特性之一。

徐吉谦[1]认为行人的步速与行人的年龄、 性别、 出行目的、受教育程度、心境、体质等因素有关，也与行人所处的区域、周围的环境、街景、 交通状况等有关。

Henderson[2-3] 指出行人步速呈正态分布，平均达 1.34 米/秒。

William m 等[4]提出城市轨道交通乘客的步行速度分别为 1.37 米/秒（MTR）和 1.32 米/秒 （KCR） 。

孙志勇[5]发现信号交叉口男、女行人过街速度分别为 1.29 米/秒和 1.24 米/秒。

陈 然[6]等指出上海行人的平均步速为 1.24 米/秒。

史建港[7]提出北京市行人平均步速为 1.21米/秒，其中男性 1.25 米/秒、女性 1.16 米/秒；儿童 1.19 米/秒、中青年 1.25 米/秒、老人 1.00 米/秒。

行人空间是指在人行通道或有行人排队处提供给每位行人的平均面积。

Weidmann U[8] 提出行人行走时趋向于与障碍物和其他行人保持一定的间距， 即行人在行走时也有一定的空 间需求。

严保杰[9]将行人空间需求分为静态空间需求和动态空间需求。

HCM2000[10]提出将 一个个体视为 1.5 英尺×2 英尺（0.46 米×0.61 米）的椭圆，则单个人的总面积为 3 平方英 尺（0.28 平方米） 。

交通工程手册[11]将拥挤状况下行人占用空间的当量面积划分为四类。

现有研究成果主要是对行人步速和空间需求的简单统计， 而忽视了特性与个人及环境影 响因素的关系， 且无法有效反映出地铁枢纽环境的特点。

本文在南京地铁枢纽新街口站和南京站站行人调查的基础上， 分析了不同出行目的和位置的行人在微观步速以及动态、 静态空 间需求的变化规律，建立回归模型，标定模型参数，为地铁枢纽行人仿真提供定量的支持。

1．行人调查1.1 调查内容和方法现有的行人数据采集方法见表 1。

表 1 行人数据采集方法 名称 跟踪调查 定点调查 视频调查 问卷调查 适用范围 个体行人 范围有限，流量较低 适用广 非客流高峰 优点 准确 简单易行 一次调查几乎所有的交通数据 简单，能获得出行目的等 缺点 成本较高 精度较低 需要设备和后期处理 耗时耗力地铁枢纽行人调查不仅需要描述出行人步速和空间需求特性的表征规律， 还要进一步寻 找其与影响因素的内在联系。

其中影响因素包括行人的性别、年龄、行李等个体因素，以及 枢纽布局、功能区、设施设备等枢纽环境因素。

因此本文采用双定点视频调查获取地铁枢纽 行人和环境影响因素及行为特性数据，以其中较清晰的一个视频数据记录当前行人的性别、 年龄、行李和间距，以进出调查断面的时刻计算行人步速。

1.2 调查位置为了体现地铁客流在出行目的和时间分布的多样性，提高后续模型参数标定准确程度， 本文将地铁枢纽分为一般站和对外枢纽站两类， 其中一般站以居民出行为主， 且工作日为通 勤出行，周末为购物、娱乐出行；对外枢纽站以流动人口的出差、旅游、探亲出行为主。

根 据南京地铁客流在各枢纽的统计信息， 选择新街口站和南京站站两个枢纽， 在不同出行目的 的高峰小时展开调查，见表 2。

表2 名称 新街口站 南京站站 类型 一般站 对外枢纽站 调查枢纽及时间 日期 2012 年 9 月 20 日（周四） 2012 年 9 月 22 日（周六） 2012 年 9 月 5 日（周三） 时段 8:30-9:30 12:00-13:00 12:00-13:00 出行目的 通勤 购物、娱乐 旅游、出差、探亲以进站客流为例， 行人从进入枢纽到站台上车依次经过通道、 站厅和站台三个步行功能 区，其中地面与通道、站厅与站台之间一般通过楼梯或自动扶梯相连。

为了体现不同功能区对行人步速和空间需求特性影响的差异，选择各区域客流量相对较大的位置分别展开调查， 见表 3。

表 3 调查位置信息 枢纽 类型 通道 新街口 站 站厅 站台 楼梯 通道 南京站 站 站厅 站台 楼梯 位置 2 号线站厅层 8 号 出口 1 号线 1 号线站台北端 2 号线站厅中心区 域 西出口 站厅西侧 站台中段 站厅与站台间 说明 宽 5 米，调查间距 10 米 1 号线换乘 2 号线客流，长 6 米，宽 2.55 米 2 号线换乘 1 号线客流，长 6 米，宽 4.6 米 12 级台阶，宽 7.15 米，单层台阶长 0.31 米，高 0.15 米 长 4.8 米，宽 6.2 米，中间存在隔离栏 以出站客流为主，长 5.4 米，宽 6.3 米 以出站客流为主，长 3.6 米，宽 3.6 米 33 级台阶，宽 3.9 米，单层台阶长 0.3 米，高 0.14 米，中部有长 度为 1.6 米的缓冲区1.3 数据格式,为了便于记录和统计，将调查中的离散数据（如方向）转化为具体数值，同时将无法 准确得到的连续（如年龄）数据离散化。

表 4 列举了调查数据的类型与精度。

表 4 调查数据格式名称枢纽 位置 方向 列车是否到站 性别 年龄 手提 背包 拖箱 时刻 步速 距离类型整型 整型 整型 浮点型 整型 整型 整型 整型 整型 浮点型 浮点型 浮点型单位无 无 无 无 无 无 无 无 无 秒 米/秒 米说明1 工作日新街口站，2 周末新街口站，3 南京站站 1 通道，2 站厅，3 站台，4 下行楼梯 5 上行楼梯 1 进站，0 出站 0 未到站，1 到站，0.5 未知 1 男性，0 女性 1：7 至 16 岁，2：17 至 60 岁，3：60 岁以上 1 有，0 无 1 有，0 无 1 有，0 无 视频中的六位正整数，前两位表示分钟，中间两位表示秒， 后两位表示帧，每秒 25 帧 个体行人的步行速度 行人距前方行人的距离2．步速特性分析以调查视频中的 600 个样本分析行人的步速特性。

其中工作日新街口站、 周末新街口站和工作日南京站站样本各 200 个，通道、站厅、站台和楼梯调查断面样本各 150 个。

从样本结构上看，性别上男性样本 336 个，占 56%，与南京市人口性别比例基本一致； 年龄上，中青年样本 588 个，占 98%，地铁枢纽以中青年行人为主；行李上，大多数行人无 行李或携带小件行李，行人比例随行李增多而降低。

同时，出差、探亲和旅游的行人（南京 站站） 行李平均携带量较高， 而通勤出行的行人 （工作日新街口站） 更多的选择 “轻装上阵” ； 购物、娱乐的行人（周末新街口站）行李量居中；出行人数上，可以明显从视频确认的共同 出行（如手挽手的情侣）有 14 人，占 2%，实际的共同出行比例会更高一些。

综合考虑样本结构特征， 确定步速模型变量不包括年龄和共同出行。

枢纽各断面行人步 速统计见表 5。

表 5 各枢纽步速统计 断面 枢纽 工作日新街口站 通道 周末新街口站 南京站站 合计 工作日新街口站 站厅 周末新街口站 南京站站 合计 工作日新街口站 站台 周末新街口站 南京站站 合计 工作日新街口站 下行楼 梯 周末新街口站 南京站站 合计 工作日新街口站 上行楼 梯 周末新街口站 南京站站 合计 样本数（人） 50 50 50 150 50 50 50 150 50 50 50 150 25 25 25 75 25 25 25 75 步速（米/秒） 最小值 0.95 0.81 0.31 0.31 1.05 0.74 0.38 0.38 0.67 0.42 0.47 0.42 0.44 0.43 0.6 0.43 0.52 0.51 0.53 0.51 最大值 1.72 1.55 1.67 1.72 1.76 1.53 1.57 1.76 2.11 1.32 1.11 2.11 1.3 1.11 1.83 1.83 1.22 1.11 1.77 1.77 平均值 1.261 1.178 1.036 1.158 1.312 1.011 0.958 1.094 1.179 0.903 0.815 0.966 0.819 0.701 0.935 0.818 0.730 0.670 0.911 0.770 标准差 0.176 0.171 0.213 0.208 0.154 0.137 0.250 0.243 0.357 0.207 0.131 0.293 0.235 0.160 0.291 0.251 0.173 0.137 0.356 0.260注：新街口站站台行人均进站，南京站站站台行人均出站，上、下行楼梯速度仅为水平方向从上表的统计结果看，地铁枢纽内行人步速具有以下特征： 1) 2) 3) 总体上，通道、站厅、站台、下行楼梯、上行楼梯的行人步速依次降低； 任意区域内，工作日新街口站的行人步速高于周末新街口站的行人； 楼梯上，南京站站的行人步速最高，其余区域南京站站的行人步速最低；4)站台和上行楼梯的行人步速差异最高， 因为站台行人会受到自身进、 出站以及列车 是否到站的影响， 而部分上行楼梯的行人会跨两级台阶。

通道的行人步速差异最低， 因为步行目的最单一。

可见，通勤出行的行人步速要高于购物和休闲的行人，而出差、旅行的行人步速在不同区域 差异较大，这一方面是因为南京站站的通道、站厅断面调查区域较宽，因此行人的实际步行距离 要大于区域长度，观测步速低于实际步速；另一方面可能是由于行人对枢纽布局不了解导致。

不同枢纽及位置的行人速度分布如图 1 至图 5 所示。

图 1 通道行人步速分布图 2 站厅行人步速分布图 3 站台行人步速分布图 4 下行楼梯行人步速分布图 5 上行楼梯行人步速分布采用逐步线性回归分析各因素对行人步速的影响程度，回归结果见表 6。

表 6 步速回归结果 变量名 常数项（constant） 断面（section） 枢纽（station） 性别（gender） 是否到站（train） 拖箱（baggage3） 手提（baggage1） 非标准化的系数 回归系数 1.357 -0.104 -0.09 0.11 0.127 -0.113 -0.061 标准误 0.04 0.007 0.012 0.019 0.039 0.042 0.022 -0.478 -0.257 0.189 0.109 -0.089 -0.089 标准化的系数 回归系数 T 检验 33.669 -14.642 -7.548 5.761 3.235 -2.705 -2.701 显著水平. 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.007 0.007可见，个人和环境因素对行人步速有显著影响，除先前的结论外，行人步速还具有五个 特征：环境因素的影响较个体因素的影响大；男性行人的步速高于女性；列车到站时行人的 步速会加快； 进、 出站步速区别不大； 行李对行人步速有负面影响， 且拖箱的影响程度最大， 提、挎包次之，背包几乎无影响。