城際軌道交通與城市軌道交通換乘協(xié)調(diào)研究

　　摘要:隨著珠三角地區(qū)城際軌道交通的大力修建，城際軌道交通與其他交通方式之間的換乘將逐漸成為研究的重點(diǎn)。本文簡單介紹了車站的規(guī)劃、換乘的特征和協(xié)調(diào)性，并以此為出發(fā)點(diǎn)，分析了影響乘客換乘時(shí)間的因素，列出了相應(yīng)措施，以實(shí)例加以說明，目的是使乘客的換乘時(shí)間最小，方便、快捷地實(shí)現(xiàn)換乘，為軌道交通的銜接規(guī)劃提供參考。
　　關(guān)鍵詞:交通規(guī)劃 城際軌道交通 城市軌道交通 換乘
　　中圖分類號(hào):U49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)10(C)-0000-00
　　
　　
　　
　　1 前言
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市人口不斷攀升，居民出行量不斷增加，城市軌道交通（包含地鐵、輕軌等，本文主要指地鐵）成為城市內(nèi)客流運(yùn)轉(zhuǎn)的骨干運(yùn)輸方式，而城際軌道交通將成為相鄰城市之間或者大城市之間客流運(yùn)轉(zhuǎn)的主要運(yùn)輸趨勢(shì)。廣東省已規(guī)劃了“三環(huán)八射”的城際軌道交通網(wǎng)絡(luò)，并著手修建，就是要縮短省內(nèi)各城市間的距離，做到珠三角地區(qū)同城化，形成“1小時(shí)”交通圈。目前有穗（廣州）莞（東莞）深（深圳）、莞（東莞）惠（惠州）、佛（佛山）肇（肇慶）三條線路開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年開通運(yùn)營，其他線路亦陸續(xù)開啟前期工作，并將在2020年初步形成珠三角城際軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，方便人們出行。城際軌道交通在城市間交通中骨干作用的體現(xiàn)，需要與城市內(nèi)公交系統(tǒng)完美地銜接，尤其是城市軌道交通。如何提高銜接點(diǎn)的換乘效率，加強(qiáng)城際軌道交通與城市公交系統(tǒng)的換乘研究，特別是以城際軌道車站為核心的交通樞紐的換乘研究顯得尤為重要。
　　
　　2 換乘站的規(guī)劃設(shè)計(jì)
　　在各種交通方式交匯的地方，換乘節(jié)點(diǎn)必不可少，它是交通線網(wǎng)骨架的支撐點(diǎn)，是提供乘客換乘的主要場(chǎng)所。因此，為了保證乘客方便、快捷地實(shí)現(xiàn)換乘，換乘站的規(guī)劃設(shè)計(jì)必須具有前瞻性。
　?。?）總體原則
　　結(jié)合城市的路網(wǎng)狀況，合理安排車站建筑及旅客專用場(chǎng)地等功能區(qū)域，合理組織人流、車流，充分考慮與地鐵、輕軌、公交、長途汽車、出租車、社會(huì)車、自行車等交通形式之間的轉(zhuǎn)換順暢，使換乘車站成為城市中一個(gè)高效、便捷的交通樞紐。
　?。?）站址選擇
　　站址應(yīng)選在客流量大、便于乘客乘降的地方，盡量縮短乘客的走行距離，便于最大限度地吸引客流。保證軌道交通線路之間的最佳換乘銜接，方便各線換乘，也方便與其他公交系統(tǒng)的換乘。車站規(guī)模除滿足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)預(yù)測(cè)客流集散量和運(yùn)營的需要外，還應(yīng)滿足事故發(fā)生時(shí)乘客緊急疏散的需要。
　?。?）平面設(shè)計(jì)
　　換乘車站平面設(shè)計(jì)力求功能分區(qū)合理、布局緊湊，并便于運(yùn)營管理和設(shè)備布置，車站內(nèi)應(yīng)具有良好的通風(fēng)、照明、衛(wèi)生、防災(zāi)等條件；考慮無障礙設(shè)計(jì)，設(shè)置盲道和無障礙電梯或無障礙升降平臺(tái)。
　　
　　3 換乘銜接的特征分析
　　3.1 換乘的基本特征
　　系統(tǒng)性：兩種不同交通方式之間的協(xié)調(diào)換乘問題是一個(gè)系統(tǒng)問題。對(duì)單一的交通方式來說，由各相關(guān)部分組成統(tǒng)一整體，本身就是一個(gè)系統(tǒng)工程。兩個(gè)系統(tǒng)交叉，就導(dǎo)致組成整體的部分在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中相互制約并相互影響。
　　動(dòng)態(tài)性：換乘隨著時(shí)間變化而動(dòng)態(tài)變化。兩種交通方式之間的協(xié)調(diào)不是一種靜止?fàn)顟B(tài)，而是實(shí)時(shí)變化的。這就要求在調(diào)控的過程中，根據(jù)交通需求的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)，使客運(yùn)系統(tǒng)處于全方位協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上的一種良性循環(huán)狀態(tài)。
　　3.2 換乘的協(xié)調(diào)性
　　要保證兩種交通方式換乘的協(xié)調(diào)性，必須保證以下條件：
　　一是客運(yùn)設(shè)備和客運(yùn)服務(wù)的適應(yīng)性，對(duì)軌道交通而言就是具備及時(shí)疏散和集結(jié)軌道客流的能力，并在運(yùn)能方面保持匹配，服務(wù)水平保持一致性。各種交通方式由于自身的特點(diǎn)和差異，使得相互之間的配合比較困難，從而使乘客產(chǎn)生比較心理。因此，要保證銜接的兩種或多種交通方式客運(yùn)設(shè)備和服務(wù)的一致性。
　　二是樞紐換乘過程的連續(xù)性，乘客完成城際軌道交通與城市軌道交通之間的換乘，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)連續(xù)的過程。這里的連續(xù)性主要指時(shí)間的連續(xù)性、空間的連續(xù)性和換乘信息的連續(xù)性。
　　三是保證乘客客流的通暢性，避免乘客在出行過程環(huán)節(jié)上滯留，保證通暢緊湊。
　　
　　4 城際軌道交通與城市軌道交通換乘時(shí)間的協(xié)調(diào)
　　城際軌道交通與城市軌道交通的換乘系統(tǒng)協(xié)調(diào)包含站點(diǎn)規(guī)劃和運(yùn)營調(diào)度兩方面的相互協(xié)調(diào)。在換乘站點(diǎn)規(guī)劃確定以后，需要對(duì)兩者的發(fā)車間隔和發(fā)車時(shí)間做出合理規(guī)劃，使乘客換乘時(shí)間最短，換乘系統(tǒng)效率最優(yōu)，兩者協(xié)調(diào)持續(xù)地發(fā)展。建設(shè)部、國家發(fā)改委建標(biāo)104-2008《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：換乘距離不宜大于250m，換乘時(shí)間不宜大于5min。城際軌道交通換乘的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái)，但是如果換乘時(shí)間過長，乘客將產(chǎn)生厭煩情緒，不利于該交通方式的競(jìng)爭(zhēng)。本文以城際軌道交通站點(diǎn)服務(wù)的乘客總換乘時(shí)間最少為出發(fā)點(diǎn)，分析影響換乘時(shí)間的因素，力求將乘客換乘時(shí)間縮減到最短。
　　4.1 換乘時(shí)間分析
　　乘客在兩種交通方式之間的換乘時(shí)間可以分解為換乘步行時(shí)間T1、排隊(duì)等候時(shí)間T2和換乘候車時(shí)間T33個(gè)部分，因此乘客換乘時(shí)間最短的目標(biāo)函數(shù)可以定義為
　　
　?。?）換乘步行時(shí)間T1可根據(jù)換乘距離和行走速度來決定。換乘距離包含水平距離和垂直距離，在計(jì)算時(shí)，可以換算成乘客的走行距離。行走速度含有電梯運(yùn)行速度和行人走行速度，計(jì)算時(shí)，可以綜合多方因素取一適當(dāng)值，將乘坐電梯的速度、等待電梯的耗費(fèi)時(shí)間、檢票出站消耗時(shí)間均考慮在內(nèi)。
　　由于城際軌道列車間隔性到達(dá)，換乘人群具有短時(shí)沖擊性，瞬間達(dá)到高峰，短時(shí)間內(nèi)對(duì)換乘設(shè)施產(chǎn)生沖擊作用，造成擁堵和客流排隊(duì)。此時(shí)同樣的換乘距離，乘客的速度會(huì)減慢，從而增大步行時(shí)間。影響因素可以用擁擠度k來衡量。擁擠度與行人的走行速度成一定的反比關(guān)系，可以列式子如下：（k表示擁擠度，v表示走行速度，a為一常量）。a的具體數(shù)值，有待進(jìn)一步研究確定。
　?。?）排隊(duì)等候時(shí)間T2為乘客購買另一種交通方式票據(jù)的排隊(duì)時(shí)間。假設(shè)一列城際軌道列車運(yùn)達(dá)的總?cè)藬?shù)為Q，那么換乘另外一種交通方式的乘客人數(shù)可以用表示（P表示換乘率）。此時(shí)，正常進(jìn)站買票乘車的客流（客流人數(shù)設(shè)為）到達(dá)站廳，兩者交匯，構(gòu)成排隊(duì)買票人群。
　　任何一個(gè)顧客通過排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)都要經(jīng)過如下過程：顧客到達(dá)、排隊(duì)等待、接受服務(wù)、離去。根據(jù)排隊(duì)論，排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)可以描述為以下三個(gè)方面：（a）顧客到達(dá)規(guī)律；（b）顧客排隊(duì)與接受服務(wù)的規(guī)則；（c）服務(wù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、服務(wù)臺(tái)的個(gè)數(shù)與服務(wù)速率。一般排隊(duì)的顧客到達(dá)服從泊松分布，服務(wù)時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布。但是，城際軌道交通換乘的客流到達(dá)具有短時(shí)沖擊性，顧客的到達(dá)不具有獨(dú)立性，所以乘客到達(dá)服從泊松分布有待論證。這里用另外一種方式來闡述排隊(duì)等候時(shí)間。
　　假設(shè)可購票的人工窗口和自動(dòng)售票機(jī)（可統(tǒng)稱為服務(wù)設(shè)施）總數(shù)為N，那么平均每臺(tái)服務(wù)設(shè)施前排隊(duì)的人數(shù)為。設(shè)每位乘客的平均服務(wù)時(shí)間為t，那么整個(gè)隊(duì)伍的平均排隊(duì)時(shí)間為（可將排隊(duì)人群的等待時(shí)間看作是首項(xiàng)為0，末項(xiàng)為，公差為t的等差數(shù)列）。由于每位乘客的等待時(shí)間都不一樣，我們可以把隊(duì)伍的平均排隊(duì)時(shí)間看作是某一個(gè)顧客的排隊(duì)時(shí)間。
　?。?）換乘候車時(shí)間T3主要有以下三種情況存在：
　?。╝）乘客在一列城軌列車剛到時(shí)到達(dá)，此時(shí)乘客順利換乘，候車時(shí)間為0，乘客實(shí)現(xiàn)零等待。
　?。╞）乘客到達(dá)目標(biāo)站臺(tái)時(shí)，城軌列車還沒有到達(dá)，乘客需要等待列車，此時(shí)，。
　?。╟）乘客到達(dá)目標(biāo)站臺(tái)時(shí)，城軌列車剛剛離去，乘客需要等待下一趟列車，此時(shí)，乘客的候車時(shí)間最長，為兩列車之間的到站間隔，且
　　
　　4.2 減少換乘時(shí)間的相關(guān)措施
　　上節(jié)分析了乘客的換乘時(shí)間構(gòu)成，要使乘客的換乘時(shí)間最少，需要從各個(gè)環(huán)節(jié)減少相應(yīng)的時(shí)間。
　　減少換乘步行時(shí)間，可在各個(gè)方向增加換乘通道和電梯臺(tái)數(shù)，分散到站客流；提供一目了然的導(dǎo)向裝置，在拐角處、交叉口設(shè)置醒目的導(dǎo)向標(biāo)志，使乘客盡可能地順暢；增加工作人員指導(dǎo)，提供良好的問訊服務(wù)，避免進(jìn)站乘車客流與換乘客流交叉。
　　減少排隊(duì)等待時(shí)間，可增加自動(dòng)購票機(jī)臺(tái)數(shù)，從遠(yuǎn)期考慮，可以統(tǒng)一各類交通方式的票制，做到“一卡通”，這樣就無需換購票，只需做換乘刷卡標(biāo)志，便于不同運(yùn)營商之間的結(jié)算清分，減少等待時(shí)間。
　　減少換乘等待時(shí)間，可以通過系統(tǒng)性地調(diào)整城際軌道列車與城市軌道列車的運(yùn)行時(shí)間和發(fā)車間隔來實(shí)現(xiàn)，使兩者的時(shí)間相互配合，使T3盡量趨近于零。
　　在換乘車站的建設(shè)前期，就要注意規(guī)劃方案與具體實(shí)施間的相互協(xié)調(diào)。軌道交通的建設(shè)成本巨大，竣工之后很難進(jìn)行較大的調(diào)整，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要放長眼光，與遠(yuǎn)期規(guī)劃相結(jié)合。
　　總之，城際軌道交通與城市軌道交通的換乘協(xié)調(diào)是一項(xiàng)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及政府、運(yùn)營商和乘客三方利益的博弈，包含諸多因素，本文僅從乘客的角度出發(fā)考慮如何減少換乘時(shí)間，未考慮其他因素（如增加設(shè)備，導(dǎo)致成本增加等），這在將來的研究中有待改進(jìn)。
　　
　　5 實(shí)例分析
　　5.1 背景介紹
　　本文選取在建城際軌道莞惠線和東莞市內(nèi)軌道交通R2線交匯站點(diǎn)西平站（新城中心站）作為示例，說明乘客的換乘時(shí)間。兩線交匯的平面示意圖如圖1所示。圖中紅色粗線表示莞惠線，藍(lán)色細(xì)線表示東莞市內(nèi)軌道交通線。
　　
　　莞惠線起自東莞道滘站，終點(diǎn)惠州客運(yùn)北站，全長99.8km，共設(shè)置車站17個(gè)，平均站間距6.055km。城軌列車采用8輛編組，有大站停和站站停兩種列車，兩者在速度和停站方面有所區(qū)別，本文以站站停列車為例。站站停列車按1500人/列設(shè)計(jì)，旅行速度71.2km/h，全程旅行時(shí)間81.6min。列車追蹤間隔3分鐘。
　　R2線起自東莞火車站，終點(diǎn)是長安新區(qū)東站，長度55.7km，經(jīng)過7個(gè)鎮(zhèn)區(qū)，23個(gè)站點(diǎn)，與城際軌道項(xiàng)目莞惠線在西平站（新城中心站）銜接。
　　莞惠線與R2線垂直相交，均為地下站，共三層，地下一層為站廳層，地下二層是R2線站臺(tái)層，地下三層是莞惠線站臺(tái)層。
　　
　　5.2 換乘路線說明
　　乘客從莞惠線站臺(tái)出站，乘坐電梯上站廳層，排隊(duì)購票，進(jìn)入R2線的換乘區(qū)域，等待R2線列車。
　　5.3 換乘時(shí)間計(jì)算
　　從莞惠線車站站臺(tái)到達(dá)R2線車站站臺(tái)水平距離約為100m，垂直距離為25m，考慮擁擠度，設(shè)乘客的走行速度為0.9m/s，那么乘客的走行時(shí)間約為139s。
　　莞惠線站站停列車的定員為1500人，假設(shè)滿座，換乘率為40%，換乘時(shí)刻正常進(jìn)站的客流人數(shù)為200人，服務(wù)設(shè)施個(gè)數(shù)為28個(gè)，則每臺(tái)售票機(jī)前約有29位乘客排隊(duì)購票。如平均每位乘客的服務(wù)時(shí)間為8s，隊(duì)伍的平均排隊(duì)時(shí)間為112s。
　　如果協(xié)調(diào)好城際軌道交通與城市軌道交通之間的發(fā)車間隔，那么候車等待時(shí)間可以按第一種情況考慮，即按零計(jì)算，那么乘客的換乘總時(shí)間約為4.18分鐘，此時(shí)，換乘總時(shí)間最小。
　　5.4 對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析
　　由于城際軌道交通與城市軌道交通近期內(nèi)使用各自的票務(wù)系統(tǒng)，擁有不同的票制，所以乘客不能在兩者之間使用同一種票卡，換乘需要從地下三層來到地下一層，買票之后進(jìn)入地下二層乘車。這就使得乘客的步行距離增大，繞行距離變長。設(shè)在兩站臺(tái)層間，理想的步行距離為，乘客實(shí)際步行距離為，則定義繞行系數(shù)。本文中的西平站如果只考慮垂直距離的話，繞行系數(shù)接近于3。這種情況將在遠(yuǎn)期票制統(tǒng)一之后得到改善。
　　本文在計(jì)算排隊(duì)等待時(shí)間時(shí)做了簡化，要得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果，可以通過計(jì)算機(jī)模擬，模仿客流在站廳層的活動(dòng)規(guī)律，從而得到排隊(duì)客流的分布規(guī)律和服務(wù)時(shí)間規(guī)律，并列出密度函數(shù)和分布函數(shù)，利用排隊(duì)論來計(jì)算排隊(duì)等待時(shí)間。
　　
　　
　　6 結(jié)語
　　珠三角城際軌道交通建設(shè)發(fā)展迅速，但是建成后如果與其他交通方式缺乏合理有效的換乘，其骨干作用就難以發(fā)揮。本文從乘客換乘時(shí)間最短的角度出發(fā)，分析影響乘客換乘時(shí)間的諸多因素，并針對(duì)每種因素列出相應(yīng)的改善措施，最后以實(shí)例加以說明。雖然文中的示例線路還未建成，且線路的某些接口還沒有明確的位置，但是作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶，軌道線路的最終銜接是毋庸置疑的。本文先行對(duì)城際軌道交通與其相交的軌道交通線路的換乘進(jìn)行分析，對(duì)將來線路開通運(yùn)營之后的換乘也能起到一定的參考價(jià)值。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 葛紅.城市軌道交通與常規(guī)公交換乘系統(tǒng)研究[D].西安:長