廣州市交通規劃研究院有限公司等單位的馬小毅團隊憑借“樞紐空間規劃布局技術、基于多層級波動系數的樞紐客流預測模型技術、樞紐內部換乘設施和空間組織設計技術、樞紐外部設施空間規劃設計技術、樞紐應急安全疏散和風險防控技術”獲得2022年度中國城市規劃學會科技進步獎二等獎。

項目名稱：應對超大客流安全疏散的城市軌道交通樞紐規劃設計關鍵技術

主要完成人：馬小毅，徐士偉，陳海偉，馬劍，景國勝，謝志明，江欣國，巫瑤敏，劉新，賈幼帥，葉樹峰，房慶恒，宋程，林曦，谷裔凡

主要完成單位：廣州市交通規劃研究院有限公司，西南交通大學

一

技術研發背景

國家戰略：樞紐之“重”。城市軌道交通樞紐是推動交通強國和公交都市建設、促進綠色低碳出行的重要抓手，對經濟社會發展具有重要引領帶動作用，樞紐經濟是推動城市高質量發展的重要動能。近年來，隨著城市軌道交通建設加速，樞紐數量“井噴式”增長，對城市交通有序運行具有重要支撐作用。目前，全國客流排名前十的城市軌道交通車站均為樞紐站，單日最大客流均超過30萬人次，最大的廣州體育西路站甚至超過80萬人次，超大客流應急安全疏散、擁擠緩解面臨重大風險挑戰。

民生問題：樞紐之“痛”。長期以來，我國城市軌道交通重線路工程建設、輕樞紐規劃設計，樞紐內不同線路、樞紐外不同交通方式各自為政、缺乏有效協同，導致樞紐的交通承載力不足、換乘集散效率較低、應急疏散不安全，樞紐“空間擠、通道遠、換乘累、接駁亂”已成為重大民生熱點痛點問題，嚴重制約樞紐整體效能發揮。

技術難點：樞紐之“難”。當前國內外城市軌道交通樞紐規劃設計迫切需要破解5大技術難點：一是樞紐的分類差異引導和空間規劃協同問題，二是客流波動規律實時精準感知難題，三是內部客流高效便捷換乘組織難題，四是外部設施空間集約規劃和精細設計問題，五是超大客流應急安全疏散和風險防控難題。

為攻克以上技術難題，本項目以國計、民生、技術的問題和需求為導向，從基礎理論、關鍵技術、工程應用三方面開展研究，突破了“樞紐規劃布局、客流精準預測、高效換乘組織、設施空間設計、應急安全疏散”五大關鍵技術難題，形成具有完全自主知識產權的城市軌道交通樞紐規劃設計成套技術和標準體系。

二

主要科學技術內容和科技創新點

本項目從面向乘客服務和風險防控兩方面入手，主要研究樞紐分級分類和空間規劃布局、樞紐波動客流預測與仿真校驗、樞紐內部換乘設施和空間組織設計、樞紐外部銜接設施集約規劃和精細設計、樞紐應急安全疏散和風險防控等關鍵技術，主要創新點包括：

一是創建樞紐分級分類體系和空間規劃布局方法。針對不同樞紐的功能服務差異、選址識別困難、交通承載力低下、服務覆蓋不足等問題，建立了多元交叉融合的樞紐三維分級分類體系，發明了基于手機定位數據和路徑推斷的樞紐選址識別方法，開發了“點線面三級覆蓋、站城一體化融合”的樞紐空間規劃布局技術，實現樞紐用地管控和新線接入工程的科學預留。

基于手機定位數據和路徑推斷的樞紐選址識別方法

二是構建基于多層級波動系數的樞紐客流預測模型。針對樞紐客流波動規律難以捕捉、精準預測難以感知等問題，深入挖掘綜合交通、土地利用、手機信令、出行調查等多源海量異構大數據，深度標定日、小時、超高峰波動系數，融合列車時刻表，將客流預測由規劃級提升到運營級，研發了樞紐客流預測模型和規劃決策支持平臺，實現樞紐客流的實時分析和波動規律識別，為樞紐內部換乘設施空間和外部銜接設施空間的規劃設計提供精確依據。

基于波動系數和列車時刻表的樞紐客流預測模型

三是攻克樞紐內部換乘設施和空間組織設計技術。針對新線接入樞紐引發換乘路徑數量激增、換乘流線交織沖突、換乘導引信息缺失、換乘路徑曲折狹長等問題，以滿足乘客出行體驗舒適性需求為導向，創建了包含兩線、三線、四線、五線、六線等不同城市軌道交通樞紐的換乘組織模式，攻克了基于乘客出行體驗的樞紐換乘設施空間、換乘流線組織和換乘信息導引等設計新技術，研發了基于廣義換乘時間的城市軌道交通樞紐換乘系統評價模型，全面指導樞紐內部換乘設施和空間組織設計。

基于廣義換乘時間的城市軌道交通樞紐換乘系統評價模型示意圖

四是制訂樞紐外部設施空間規劃和設計技術標準。針對城市軌道交通樞紐外部交通秩序混亂、銜接效率低下、接駁環境不佳等問題，以“用地集約、精細設計、品質提升”為重點，突破了設施用地集約利用、設施要素精細設計、設施空間優質服務等技術瓶頸，構建銜接設施用地配置模型，量化交通銜接設施的建設用地指標，提出了銜接設施精細化品質化設計指引，編制了軌道交通銜接設施規劃標準，填補了城市軌道交通樞紐外部銜接設施規劃設計的技術空白。

樞紐外部設施空間規劃設計示意圖

五是研發樞紐應急安全疏散和風險防控技術體系。針對城市軌道交通樞紐超大客流換乘集散要求高、應急事件安全疏散風險大等難題，創建了涵蓋樞紐內部客流情緒感染-客運路徑選擇-換乘設施空間瓶頸識別-出口行人安全疏散等技術模型體系，研發了樞紐大客流在線模擬仿真平臺、樞紐客流疏散動力學模擬軟件、樞紐客流疏散策略分析與優化軟件，突破了樞紐超大客流應急安全疏散風險識別和防控新方法，深度揭示了城市軌道交通樞紐客流立體疏散鏈路約束機制，為制定有效的樞紐應急安全疏散策略、指導樞紐換乘集散設施規劃設計和優化改造提供科學依據。

客流情緒感染模型仿真流程圖

三

與國內外同類技術比較

經與國內外同類技術綜合比較，本項目在樞紐規劃布局、樞紐客流預測、換乘設施空間組織設計、銜接設施空間規劃設計、應急安全疏散等方面實現突破。

一是在樞紐規劃布局方面，相比傳統的最短路徑法、最少換乘站法，本項目發明的基于手機定位數據和路徑推斷的樞紐選址識別方法的精度更高、成本更低，更容易實現樞紐服務覆蓋人口、就業提升。

二是在樞紐客流預測方面，傳統方法得到的預測結果大多為均值，本項目構建的“波動系數”模型以及決策支持平臺，大大減少客流預測誤差，滿足樞紐設計和運營需求。

三是在換乘設施空間組織設計方面，目前尚未有換乘設施規劃設計標準，相關研究也僅針對兩線換乘樞紐，本項目創建了三、四、五、六線等樞紐換乘組織模式，明確了換乘步行距離、換乘系統評價、換乘信息標志等內容，大幅提高換乘效率，滿足多元化樞紐設計要求。

四是在銜接設施空間規劃設計方面，既有研究缺少相關標準規范引導，本項目首次量化了銜接設施用地指標，制訂了設施空間規劃設計標準，填補空白。

五是在應急安全疏散方面，傳統的最短路疏散等方法未考慮客流消極情緒感染、路徑動態尋優、設施瓶頸約束等實際情況，本項目提出了樞紐超大客流應急安全疏散風險識別和防控新方法，為樞紐安全建設運營提供理論支撐。

四

推廣應用情況和應用前景

本項目成果在廣州、東莞等城市得到推廣應用，開創性建立了我國城市軌道交通樞紐規劃設計技術標準體系，有力支撐了我國城市軌道交通樞紐工程相關規劃設計項目的實施，全面引領我國城市軌道交通行業技術進步和創新，支撐交通強國、公交都市等國家重大戰略實施，應用前景廣闊，軌道交通樞紐項目可利用該項目的五大技術指導全流程規劃設計，包括樞紐選址、樞紐客流預測、樞紐內部換乘設施和空間組織設計、樞紐外部交通接駁和空間規劃設計、樞紐超大客流應急風險防控等方面，提升城市軌道交通系統的整體效能。

五

經濟社會效益

本項目經濟社會環境效益顯著。近3年累計新增項目總投資26.43億元、新增銷售額4.11億元、新增利潤1.62億元、新增稅收0.24億元。構建的軌道交通銜接設施規劃設計、應急避護場所設計等技術標準體系，引領行業技術進步與創新，提升城市軌道交通整體效能，推動學科發展和人才培養。成果在廣州應用實現日均減碳127.2噸，有力支撐“雙碳”戰略實施。

六

知識產權情況及他人評價

本項目制定技術標準5部，獲發明專利4項、計算機軟件著作權3項，發表論文30篇。經權威機構科技查新和全國知名專家科技成果鑒定認為：項目在總結國內外研究的基礎上，采用理論研究、模擬仿真、實例驗證等方法，圍繞“樞紐規劃布局、客流預測模型、樞紐換乘組織規劃設計、樞紐銜接系統規劃、樞紐動態仿真與安全設計”五大范疇形成了重大創新成果，成果總體達到國際領先水平。（供稿人：馬小毅）