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摘要：大城市地鐵對(duì)通勤出行者吸引力不斷增強(qiáng)，地鐵通勤大客流現(xiàn)象呈常態(tài)化趨勢(shì)。地鐵樞紐作為地鐵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通勤大客流現(xiàn)象更為頻發(fā)、顯著性更強(qiáng)，地鐵樞紐大客流也會(huì)對(duì)乘客生理感知造成較大影響。通過地鐵樞紐內(nèi)通勤乘客的體能消耗測(cè)量實(shí)驗(yàn)，獲取通勤乘客在地鐵樞紐內(nèi)的體能消耗數(shù)據(jù)，分析通勤乘客在地鐵樞紐的出行體能消耗影響因素，得出初始狀態(tài)、自身體重、擁擠度、性別等因素對(duì)乘客生理感知疲勞度有明顯影響。基于降低出行者生理疲勞及提升乘客感知服務(wù)水平，提出地鐵樞紐的大客流服務(wù)改善策略。

關(guān)鍵詞：地鐵樞紐；通勤；體能消耗；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；感知分析

大城市軌道交通具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、線路里程長(zhǎng)、可達(dá)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)通勤客流的吸引力較大。在通勤時(shí)間，大城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力幾乎飽和，通勤大客流已經(jīng)成為常態(tài)。在此背景下，乘客在地鐵樞紐內(nèi)的出行感知會(huì)有所不同，其生理疲勞度及體能消耗較出行鏈的其他部分有較大變化。交通領(lǐng)域關(guān)于出行者體能消耗的研究，最早出現(xiàn)在車輛震動(dòng)、行駛條件和司機(jī)駕駛姿勢(shì)等對(duì)司機(jī)身體疲勞、心理緊張程度造成的影響等方面。RPassmore與JVDurnin[3]對(duì)過往測(cè)量人體活動(dòng)能量消耗的研究進(jìn)行了歸納總結(jié)，其中涵蓋靜態(tài)坐姿、站姿上肢作業(yè)、靜態(tài)站姿、步行、坐姿上肢作業(yè)、駕駛車輛等活動(dòng)的基本能量消耗率；HSpitzer等[4]更加詳細(xì)地對(duì)于站立、步行和駕駛行為進(jìn)行補(bǔ)充；Shivayogi等[5]的研究更傾向?qū)θ梭w上肢運(yùn)動(dòng)在能耗率細(xì)節(jié)上的方面進(jìn)行區(qū)分，坐姿的上肢運(yùn)動(dòng)與車輛駕駛行為存在相似性。在此之后，相關(guān)學(xué)者也開始進(jìn)行出行體能消耗對(duì)出行方式選擇的影響等方面開展研究。郭寒英[6]分析各出行方式在不同出行意愿的情況下的絕對(duì)能耗量以及相對(duì)能耗率，明確了在不同出行過程中和不同出行方式下出行者的體能消耗特征；郭子渝[7]對(duì)出行者的體能消耗的量化測(cè)量方法進(jìn)行了研究，從出行者個(gè)人特征以及出行活動(dòng)的特性兩個(gè)方面分析出行者能耗的相關(guān)影響因素；安健等[8]采用客觀測(cè)量與主觀估算有效結(jié)合的實(shí)驗(yàn)手段，給出乘客感知的城市公交出行各個(gè)環(huán)節(jié)的單位時(shí)間內(nèi)的能量消耗。伴隨技術(shù)手段的更新及測(cè)量成本的下降，越來越多的人體活動(dòng)能耗測(cè)量模型與測(cè)量值被補(bǔ)充到了數(shù)據(jù)體系中，其測(cè)度值更加精準(zhǔn)。雖然人體活動(dòng)的能耗率都有相關(guān)數(shù)據(jù)可以參照，但是能夠?qū)嶋H反映交通出行各環(huán)節(jié)人體活動(dòng)特征的研究仍然少見。過往關(guān)于出行者體能消耗的研究，大多集中在出行者在出行鏈的整個(gè)過程中的能量消耗，或者從不同出行方式的角度測(cè)量出行者的體能消耗及影響因素。總體來講，大部分研究都缺乏對(duì)出行鏈中的某一特殊過程進(jìn)行定量化的研究。對(duì)地鐵樞紐通勤乘客的體能消耗及其感知影響因素分析，能夠從體能消耗的角度定量化研究地鐵通勤大客流情況下乘客的生理疲勞感知情況，對(duì)其影響因素進(jìn)行分析有利于發(fā)現(xiàn)地鐵在大客流服務(wù)中存在的問題，并提出有針對(duì)性的服務(wù)改善對(duì)策。

1體能消耗測(cè)量方法

實(shí)驗(yàn)是在地鐵樞紐的通勤大客流場(chǎng)景下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)者需要在出行中記錄運(yùn)動(dòng)過程的不同指標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)儀器便于攜帶、精度較高、對(duì)實(shí)驗(yàn)者身體狀態(tài)沒有顯著影響。目前較為流行的用于運(yùn)動(dòng)體能消耗測(cè)定的是可穿戴產(chǎn)品（如手環(huán)），能夠測(cè)量心率（精確度0.1次/min）、出行距離、時(shí)間、步數(shù)、體能消耗（精確度0.01Kcal）等指標(biāo)。由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景聚焦于地鐵車站內(nèi)，出行過程相對(duì)簡(jiǎn)單，出行模式較為固定，考慮到實(shí)驗(yàn)者心率變化的幅度以及頻率對(duì)結(jié)果的影響不夠顯著，為了避免誤差過大，采用穿戴設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)者體能消耗量直接進(jìn)行測(cè)量。

2體能消耗測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)隨機(jī)選擇72名上海地區(qū)經(jīng)常乘坐地鐵通勤的實(shí)驗(yàn)者，其中男性40人、女性32人，各項(xiàng)參數(shù)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差為：年齡28.5±5.4歲，體重58.9±11.8kg，身168.4±8.3cm。實(shí)驗(yàn)于2017年某3個(gè)工作日早高峰進(jìn)行，選定上海地鐵徐家匯站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該站是11號(hào)線與1號(hào)線及9號(hào)線換乘樞紐，通勤客流量大、換乘距離長(zhǎng)，其換乘距離在上海軌道交通地全網(wǎng)站點(diǎn)中排名前10，符合實(shí)驗(yàn)條件。

2.2實(shí)驗(yàn)方案

在闡述實(shí)驗(yàn)方法之前，引入基本行為刺激（basicactivitystimulus,BAS）的概念。基本行為刺激表示出行者在出行過程中的一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，該狀態(tài)下出行主體采用的初始狀態(tài)（疲勞度）、體重、擁擠度等基本要素不隨時(shí)間發(fā)生顯著變化。實(shí)驗(yàn)開始之前，總結(jié)了出行體能消耗相關(guān)影響因素，交通方式、乘車姿勢(shì)、負(fù)重及擁擠度等都對(duì)出行體能消耗有重要影響。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過分析，并考慮到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景為地鐵樞紐大客流情況，出行體能消耗影響因素總結(jié)為乘降方式、負(fù)重（研究顯示日常通勤出行中3.8kg的負(fù)重較具代表性，本文采用3.8kg）、擁擠度等。經(jīng)過預(yù)調(diào)查及分析之后，重點(diǎn)關(guān)注本次實(shí)驗(yàn)所涉及到的、影響較大的基本影響因素。在正式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中剔除乘降方式及負(fù)重兩個(gè)因素，引入初始狀態(tài)、體重兩個(gè)因素。根據(jù)預(yù)調(diào)查結(jié)果，按照實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)之前的疲勞程度將實(shí)驗(yàn)者初始狀態(tài)劃分為不疲勞和疲勞兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的體能消耗數(shù)據(jù)為0~150Kcal和150Kcal以上。通過乘客體能消耗測(cè)量實(shí)驗(yàn)與乘客主觀感知疲勞問卷打分，對(duì)比分析得出乘客感知疲勞閾值為體能消耗量150Kcal；實(shí)驗(yàn)者初始狀態(tài)的數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)之前（即上一段出行）的體能消耗數(shù)據(jù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)者的體重分布情況及地鐵站隨機(jī)抽取的出行者體重調(diào)查結(jié)果，將實(shí)驗(yàn)者體重分為較輕、適中和較重三個(gè)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)的體重?cái)?shù)據(jù)為35~50kg，50~65kg，65~80kg；擁擠度則根據(jù)美國(guó)服務(wù)水平等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(HCM2000)及相關(guān)對(duì)地鐵樞紐擁擠度研究中將擁擠度劃分為6個(gè)等級(jí)，本實(shí)驗(yàn)將前3個(gè)等級(jí)（A，B，C）作為不擁擠狀態(tài)（平均乘客空間大于2m2/人），將后3個(gè)等級(jí)（B，C，D）作為擁擠狀態(tài)（平均乘客空間小于2m2/人）。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過預(yù)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，地鐵樞紐內(nèi)的客流擁擠度對(duì)換乘乘客的出行步速有影響，進(jìn)而影響到乘客換乘時(shí)間，為了避免同一因素對(duì)單一變量的多重影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析采用單位出行距離的乘客體能消耗量作為分析基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)共招募實(shí)驗(yàn)者72人，每位實(shí)驗(yàn)者分別進(jìn)行12次不同場(chǎng)景下的地鐵站內(nèi)出行實(shí)驗(yàn)（共864次實(shí)驗(yàn)，其中有效實(shí)驗(yàn)840次），通過對(duì)比不同出行者在同一場(chǎng)景下的出行能耗量以及同一出行者在不同出行場(chǎng)景下的出行能耗量，得出不同場(chǎng)景下的實(shí)驗(yàn)者體能消耗及其影響因素。

3.1總體分布

在同一個(gè)BAS場(chǎng)景下所有實(shí)驗(yàn)者的體能消耗平均值為該場(chǎng)景下的乘客換乘體能消耗，如圖1所示。總體來看，各BAS場(chǎng)景下實(shí)驗(yàn)者出行體能消耗呈兩段增長(zhǎng)趨勢(shì)，單位距離體能消耗最小值為28.89Kcal/km,最大值為58.15Kcal/km。為了進(jìn)一步分析體能消耗差異產(chǎn)生的原因，對(duì)各個(gè)BAS場(chǎng)景進(jìn)行分別分析。

3.2方差分析

為了進(jìn)一步研究各影響因素對(duì)出行者體能消耗的影響程度，除了定性分析同一影響因素下不同水平的體能消耗，還需定量分析不同影響因素對(duì)體能消耗的影響程度。利用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)者單位出行距離體能消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，進(jìn)一步確定影響因子的顯著性水平。方差分析之前使用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)，以判斷其是否符合方差分析的基本假設(shè)前提。經(jīng)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總體服從正態(tài)分布，總體方差無顯著差異，滿足方差分析的基本假設(shè)前提。使用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

4結(jié)語

4.1結(jié)論

出行者體能消耗測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，出行者在地鐵樞紐大客流情況下的體能消耗受初始狀態(tài)、擁擠度、體重、性別等因素影響較大。同時(shí)可得出以下結(jié)論：1）同一實(shí)驗(yàn)者在不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中的出行體能消耗差異較大，不同實(shí)驗(yàn)者在同一場(chǎng)景中的出行體能消耗差異也較大，說明出行狀態(tài)及出行者自身?xiàng)l件都會(huì)對(duì)出行體能消耗產(chǎn)生影響。2）體重較大的出行者相比體重較輕出行者體能消耗較多。3）出行者進(jìn)入地鐵樞紐之前的疲勞狀態(tài)對(duì)其在地鐵樞紐內(nèi)的出行體能消耗有很大影響，出行者身體越疲勞，在地鐵樞紐內(nèi)體能消耗越大，反之越少。4）出行者體重對(duì)于出行體能消耗有顯著影響，可以推斷，隨著出行者負(fù)重的增加，負(fù)重因素對(duì)于出行者體能消耗的影響會(huì)相應(yīng)增加。

4.2改善策略

根據(jù)出行者在地鐵樞紐大客流情況下體能消耗的影響因素分析結(jié)果，提出相關(guān)減輕乘客出行疲勞的地鐵站內(nèi)策略，改善地鐵樞紐在大客流情況下的服務(wù)，提升乘客滿意度。1）加強(qiáng)地鐵樞紐內(nèi)引導(dǎo)服務(wù)，降低樞紐內(nèi)擁擠度。提供更加直接、準(zhǔn)確的人工引導(dǎo)、廣播引導(dǎo)、實(shí)時(shí)的電子信息、易獲取的引導(dǎo)標(biāo)識(shí)信息，合理引導(dǎo)乘客到擁擠度相對(duì)較低通道，通過分散站內(nèi)乘客，達(dá)到降低樞紐內(nèi)擁擠度的目的；對(duì)特殊群體，如肥胖者、殘疾人等提供特殊引導(dǎo)和服務(wù)，引導(dǎo)其采用直升電梯或?qū)Ｓ猛ǖ肋M(jìn)行換乘，降低其在樞紐內(nèi)出行中的體能消耗。2）地鐵換乘樞紐設(shè)計(jì)時(shí)考慮乘客出行距離。針對(duì)出行者在樞紐內(nèi)換乘之前的初始狀態(tài)越差，出行體能消耗越高的情況，在地鐵樞紐設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮換乘線路客流主要來向，根據(jù)其乘距長(zhǎng)短制定換乘路線，如平均乘距較長(zhǎng)的乘客來向，其換乘通道在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)縮短，適當(dāng)增加換乘設(shè)施，以降低其體能消耗。更加合理地規(guī)劃樞紐布局、換乘通道設(shè)計(jì)、設(shè)施布局能夠顯著提升乘客滿意度。3）客觀體能消耗實(shí)驗(yàn)方法為服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)提供新思路。目前，大部分城市及企業(yè)已開展的地鐵服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)及乘客滿意度評(píng)價(jià)依靠大量的乘客主觀調(diào)查，需要大量人力和物力，調(diào)查成本較高、耗時(shí)較長(zhǎng)，不利于評(píng)價(jià)工作的周期性展開。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，可以通過前期實(shí)驗(yàn)，將相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀測(cè)量結(jié)果同乘客主觀打分進(jìn)行對(duì)比，建立主、客觀指標(biāo)打分對(duì)應(yīng)表。在實(shí)際評(píng)價(jià)工作中，可以通過科技手段直接獲取部分指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)上述打分對(duì)應(yīng)表檢索乘客主觀滿意度情況，即在評(píng)價(jià)中可直接根據(jù)采集的客觀數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取乘客的主觀感知情況。如此在實(shí)際應(yīng)用中可以節(jié)省大量成本和時(shí)間，有利于服務(wù)質(zhì)量及乘客滿意度評(píng)價(jià)工作的周期性和大規(guī)模的開展。

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作者：滕靖1；段帥1；胡2；陳悅勤2 單位：1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2.上海軌道交通運(yùn)營(yíng)管理中心