Simuleringsbaserad optimeringsanalys av passagerarflödesorganisation i bytesstationer för tunnelbana med AnyLogic

Varför trånga stationer är viktiga

Den som hasat igenom en fullpackad tunnelbanestation vet hur stressigt det kan vara med trängsel. Köer vid biljettmaskiner, flaskhalsar vid spärrarna och motriktade strömmar av människor kan sakta ner alla och skapa säkerhetsproblem. Denna studie undersöker en trafikerad bytesstation där fjärrtågsresenärer mynnar direkt in i tunnelbanan, och ställer en enkel men kraftfull fråga: genom att noggrant omforma gångvägar, spärrar och skyltning, hur mycket smidigare och säkrare kan vi göra rusningen varje dag?

Närmare titt på ett trafikerat bytesnav

Forskarna fokuserar på station S i en stor kinesisk stad, där tunnelbanan är direktförbunden med centralstationen. Under rusningstid går cirka 4 000 personer i timmen in i tunnelbanan, de flesta anländer från snabbtåg och många drar bagage. Eftersom huvudutgången från järnvägsplattformarna öppnar nära en enda samling biljettmaskiner och inpasseringsspärrar, flockas nyankomna instinktivt till det området. Samtidigt lämnar andra passagerare tunnelbanan eller byter mellan två tunnelbanelinjer. Resultatet är en smal zon där människor som ska åt olika håll korsar varandras vägar och snabbt skapar köer.

Bygga en digital tvilling av folkmassan

I stället för att experimentera direkt med verkliga pendlare skapar teamet en detaljerad datorrepresentation av stationen med specialiserad programvara kallad AnyLogic. Varje virtuell fotgängare beter sig som en individ, väljer rutter, accelererar eller saktar ner och styr runt andra baserat på en "social kraft"-idé: människor dras mot sina mål, stöts bort från kollisioner och attraheras subtilt av nyckelfunktioner som utgångar eller rulltrappor. Modellen införlivar verkliga mätningar, inklusive hur snabbt människor med och utan bagage brukar gå, hur lång tid biljettköp tar och hur snabbt spärrar och rulltrappor kan hantera resenärer. Med denna digitala tvilling kan forskarna återspela rusningstimmen och se exakt var långa köer och högdensitetskluster uppstår.

Hitta flaskhalsarna

Simuleringar av en typisk rusningstimme bekräftar vad fältobservationerna antydde. Ett set biljettmaskiner och en grupp inpasseringsspärrar nära järnvägsutgången blir överbelastade, med mycket hög passagerardensitet och långa köer. Däremot står andra spärrar och maskiner längre bort underutnyttjade. Vägvisningen uppmuntrar för närvarande de flesta—särskilt de ungefär 88% som är obekanta med layouten—att använda den närmaste spärrgruppen. Ungefär 28% av passagerarna väljer dessutom att köpa pappersbiljetter vid närmaste maskin i stället för att skanna en kod, vilket ytterligare förtätar trycket i detta lilla område. Denna obalans slösar värdefull golvyta och saktar ner alla.

Omdesign av gångvägar, spärrar och skyltar

För att åtgärda problemen testar forskarna en kombinerad strategi. Först omkonfigurerar de de fysiska faciliteterna: flera underutnyttjade utgångsspärrar konverteras till en ny uppsättning inpasseringsspärrar på motsatt sida av hallen, och en tidigare vilande grupp biljettmaskiner aktiveras. För det andra tänker de om vägvisningen. Nya hängande och fristående skyltar placeras vid nyckelhörn och korsningar för att varsamt skilja passagerare efter destination, och styra dem som ska till olika tunnelbanelinjer mot olika spärrar och maskiner. Budskapen hålls enkla, med tanke på att människor bara minns några få informationsbitar vid en snabb blick. I simuleringen följer majoriteten av passagerarna skyltarna, medan en minoritet fortfarande väljer sina vanliga kortaste rutter, vilket efterliknar verkligt beteende.

Hur stor förbättring är möjlig?

När teamet jämför flera scenarier—endast ändrade faciliteter, endast ändrade skyltar och båda tillsammans—vinner den kombinerade lösningen klart. Maximal folktäthet vid de värsta flaskhalsarna minskar med cirka 40–60%, kölängderna vid de mest trafikerade biljettmaskinerna och spärrarna krymper markant, och den genomsnittliga tiden det tar för inkommande passagerare att nå sina perronger sjunker med ungefär en fjärdedel. Viktigt är att servicekvaliteten vid de mest överbelastade punkterna förbättras från "värsta fall" till en mer acceptabel nivå, även om ett utgångsområde blir något livligare när flöden omfördelas. Stationen som helhet fungerar smidigare, med tydligare strömmar och färre konfliktpunkter.

Vad detta betyder för vardagspendlare

För den vardaglige pendlaren är slutsatsen uppmuntrande: stora vinster i komfort och säkerhet kräver inte alltid dyr byggnation eller ny teknik. Genom att kombinera smart placering av spärrar och biljettmaskiner med väl utformade, lättföljda skyltar kan kollektivtrafikmyndigheter omvandla kaotiska folkmassor till ordnade strömmar, minska gång- och väntetider samtidigt som befintligt utrymme används mer effektivt. Studien visar att sådana förändringar kan utvärderas och finjusteras i förväg med realistiska folksimuleringar, vilket ger stadsplanerare ett praktiskt verktyg för att hålla växande tunnelbanesystem i rörelse.

Citering: 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

Nyckelord: trängsel i tunnelbana, passagerarflöde, stationsdesign, vägvisningsskyltar, gångtrafiksimulering