تحليل تحسين قائم على المحاكاة لتنظيم تدفق الركاب في محطات التبادل بالمترو باستخدام AnyLogic

لماذا تهم المحطات المزدحمة

أي شخص سار مسرعًا عبر محطة مترو مكتظة يعلم مدى الضغوط التي تسببها الحشود. صفوف أمام آلات التذاكر، عنق الزجاجة عند بوابات الدخول، وتداخل تدفقات المشاة يبطئ الجميع ويثير مخاوف تتعلق بالسلامة. تبحث هذه الدراسة في محطة تحويل مزدحمة تتدفق إليها ركاب القطارات بين المدن مباشرة إلى المترو، وتطرح سؤالًا بسيطًا لكنه قويًا: إلى أي مدى يمكننا جعل ذروة الازدحام اليومية أكثر سلاسة وأمانًا عن طريق إعادة تصميم المسارات والبوابات واللافتات بعناية؟

نظرة أقرب إلى محور تحويل مزدحم

يركز الباحثون على المحطة S في مدينة صينية كبيرة، حيث يتصل المترو مباشرة بالمحطة الرئيسية للسكك الحديدية. خلال فترات الذروة، يدخل المترو نحو 4000 شخص في الساعة، أغلبهم قادمون من القطارات السريعة والعديد منهم يسحبون أمتعة. بما أن المخرج الرئيسي من منصات السكك الحديدية يفتح بالقرب من مجموعة واحدة من آلات التذاكر وبوابات الدخول، يتجه القادمون تلقائيًا إلى تلك المنطقة. في الوقت نفسه، يغادر ركاب آخرون المترو أو يتحولون بين خطي مترو. النتيجة هي منطقة ضيقة تتقاطع فيها مسارات أشخاص متجهين في اتجاهات مختلفة وتتولد فيها الاختناقات بسرعة.

بناء توأم رقمي للحشد

بدلًا من التجريب مباشرة على المسافرين الحقيقيين، أنشأ الفريق محاكاة حاسوبية مفصلة للمحطة باستخدام برنامج متخصص يسمى AnyLogic. يتصرف كل مشاة افتراضي كفرد مستقل، يختار المسارات، يتسارع أو يبطئ، ويتفادى الآخرين بناءً على فكرة "القوة الاجتماعية": يُجذب الناس نحو أهدافهم، ويتنافرون لتجنب الاصطدامات، وينجذبون بشكل خفي إلى عناصر رئيسية مثل المخارج أو السلالم المتحركة. يدمج النموذج قياسات واقعية، بما في ذلك سرعة المشي للأشخاص مع الأمتعة وبدونها، ومدة شراء التذاكر، وسرعات معالجة البوابات والسلالم المتحركة. مع هذا التوأم الرقمي يستطيع الباحثون إعادة تشغيل ساعة الذروة ورؤية أماكن الطوابير والكثافات العالية بالضبط.

تحديد نقاط الاختناق

تشغيل المحاكاة لساعة ذروة نموذجية يؤكد ما أشارت إليه الملاحظات الميدانية. مجموعة واحدة من آلات التذاكر ومجموعة واحدة من بوابات الدخول بالقرب من مخرج السكك الحديدية مُرهقة، تظهر كثافات ركاب عالية جدًا وطوابير طويلة. في المقابل، توجد بوابات وآلات أبعد غير مستغلة بشكل كافٍ. تَشجِّع لافتات الإرشاد الحالية معظم الناس—وبالأخص نحو 88% غير المألوفين بتخطيط المحطة—على استخدام أقرب مجموعة بوابات. كما يختار نحو 28% من الركاب شراء تذاكر ورقية من أقرب الآلات بدلاً من مسح رمز، مما يزيد الضغط في هذه البقعة الصغيرة. هذا الخلل يهدر مساحة أرضية قيّمة ويبطئ الجميع.

إعادة تصميم المسارات والبوابات واللافتات

لحل هذه المشكلات يختبر الباحثون استراتيجية مركبة. أولًا، يعيدون تهيئة المرافق الفيزيائية: تُحوَّل عدة بوابات خروج غير مستغلة إلى مجموعة جديدة من بوابات الدخول على الجانب المقابل من القاعة، وتُفعَّل مجموعة آلات تذاكر كانت خاملة سابقًا. ثانيًا، يعيدون التفكير في الإرشاد المكاني. تُوضَع لافتات علوية ومستقلة جديدة عند الزوايا والتقاطعات الرئيسية لفصل الركاب بلطف حسب وجهاتهم، موجهةً من يتجهون إلى خطوط مترو مختلفة نحو بوابات وآلات تذاكر مختلفة. تُبقى الرسائل بسيطة، مراعاةً لأن الناس يتذكرون عددًا محدودًا من المعلومات سريعًا. في المحاكاة يتبع معظم الركاب اللافتات، بينما يظل أقلية تختار طرقها القصيرة الاعتيادية، محاكاةً للسلوك الواقعي.

كمية التحسن الممكنة؟

عندما يقارن الفريق عدة سيناريوهات—تغيير المرافق فقط، تغيير اللافتات فقط، وتغيير كلاهما معًا—تفوز المقاربة المجمعة بوضوح. تنخفض أقصى كثافات الحشود في أسوأ الاختناقات بنحو 40–60%، وتقصر أطوال الطوابير عند أكثر آلات التذاكر وبوابات الدخول ازدحامًا بشكل حاد، وينخفض متوسط الوقت الذي يستغرقه الركاب الداخلون للوصول إلى رصوفهم بنحو ربع. والأهم أن جودة الخدمة عند أكثر النقاط ازدحامًا تتحسن من "أسوأ حالة" إلى مستوى أكثر قبولًا، رغم أن إحدى مناطق الخروج تصبح أكثر ازدحامًا قليلًا نتيجة إعادة توزيع التدفقات. تعمل المحطة ككل بشكل أكثر سلاسة، مع تدفقات أوضح ونقاط صراع أقل.

ماذا يعني هذا لركاب اليومي

بالنسبة للمسافر اليومي، الخلاصة مشجعة: لا تتطلب مكاسب كبيرة في الراحة والسلامة دائمًا بنية تحتية مكلفة أو تكنولوجيا جديدة. بدمج وضع بوابات وآلات تذاكر أذكى مع لافتات سهلة المتابعة ومصممة جيدًا، يمكن لوكالات النقل تحويل الحشود الفوضوية إلى تدفقات منظمة، ما يختصر أوقات المشي والانتظار مع استخدام المساحة الحالية بكفاءة أكبر. تُظهر الدراسة أن مثل هذه التغييرات يمكن تقييمها وضبطها مسبقًا باستخدام محاكاة واقعية للحشود، مما يمنح مخططي المدن أدوات عملية للحفاظ على سير نظم المترو المتنامية.

الاستشهاد: Tian, Y., Jin, G., Lu, S. et al. Simulation-based optimization analysis of passenger flow organization in metro interchange stations using AnyLogic. Sci Rep 16, 12517 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41719-5

الكلمات المفتاحية: اكتظاظ المترو, تدفق الركاب, تصميم المحطة, لافتات الإرشاد, محاكاة حركة المشاة