北京軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流特征分析與啟示

劉劍鋒 羅 銘 馬毅林 王 靜 孫福亮 陳 鋒

(北京交通發(fā)展研究中心 北京 100073)

近年來，北京軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流特征已日趨明顯，軌道交通線網(wǎng)客流分布特征也將隨著線路的增加呈現(xiàn)新的特點。分析、認清與總結(jié)當(dāng)前北京軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流特征規(guī)律，對于今后進一步提高軌道交通規(guī)劃設(shè)計與運營管理水平具有重要作用。

1 客流成長規(guī)律

2000年以來，北京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模經(jīng)歷了從2條線、線路長度58 km，到15條線、線路長度372 km的發(fā)展歷程。近10年來，隨著線網(wǎng)規(guī)模的擴大，特別是2007年10月5號線開通后，客流的網(wǎng)絡(luò)化趨勢初顯端倪，線網(wǎng)客運量迅速增長，日客運量從2000年的119萬人次增長至2011年的700萬人次以上。

2000—2011年間，各線路日客運量增長變化趨勢見圖1，概括地說，客流成長可大致分為3個階段:

1)2000—2004年，八通線開通前，線網(wǎng)日均客運量在130萬人次/日以內(nèi)，客流較為穩(wěn)定，變化不大;

2)2005—2007年，5號線開通前，線網(wǎng)日均客流量在200萬人次/日以內(nèi)，八通線、13號線在線路開通后的三四年時間內(nèi)，客流增長緩慢，經(jīng)歷了較長的客流培育期，與此同時，1號線和2號線由于換乘客流影響呈現(xiàn)出較小幅度的增長;

3)2007—2011年，5、10、4 號線先后投入運營，日均客運量從400萬人次/日增長至700萬人次/日，為北京軌道交通客流的高速增長時期。

客運量年均增長率排前兩位的分別是13號線和八通線，年均增長率分別為23.3%和21.7%，但是這兩條具有郊區(qū)線特征的線路在開通后的前3年客流增幅卻十分緩慢，經(jīng)歷了較長時間的客流培育期。5、10、4號線的客流年均增長率都在10% ～20%，且從開通時客流一直保持較大幅度增長，沒有經(jīng)歷培育期。1、2號線的年均客運增長率較低，均低于10%，而從圖1可以看出，2000—2003年之間，這兩條線的客流規(guī)模也比較穩(wěn)定，2003年之后，這兩條線所增加的客流更多的來自換乘客流。

圖1 北京軌道交通線路客運量成長曲線

2 客流時間分布特征

軌道交通客流的時間分布與居民出行的時間分布規(guī)律有著密切的關(guān)系。軌道交通的運能、線位、沿線土地的用地性質(zhì)和規(guī)模都是影響軌道交通客流時段分布的主要因素。

2.1 線網(wǎng)客流時間分布特征

對進站客流時間分布進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)(見圖2)，工作日客流早晚高峰明顯，早高峰出現(xiàn)在7∶30—8∶30，早高峰小時系數(shù)(早高峰小時進站量占全日進站量的比值)為12.13%;晚高峰出現(xiàn)在 17∶30—18∶30，晚高峰小時系數(shù)為10.55%，早高峰2個小時(7∶00—9∶00)和晚高峰2個小時(17∶00—19∶00)客運量占全天的比例為51.21%，還要注意，2011年北京有30多個高峰時段常態(tài)限流車站，因此早晚高峰時段客運量占全天的比例可能還要更高，這些都充分說明北京市軌道交通主要服務(wù)通勤出行的特點十分明顯。周末客流分布較為均衡，無明顯早晚高峰。

圖2 線網(wǎng)進站客流時間分布

2.2 線路客流時間分布特征

從形態(tài)上看，工作日所有線路客運量小時時間分布特征與線網(wǎng)類似，均為駝峰形分布(見圖3)，所有線路早高峰進站客運量均比晚高峰客運量大。

圖3 線路進站客流時間分布形態(tài)

雖然各線路均呈駝峰形分布，但具體出現(xiàn)的高峰時段和高峰小時系數(shù)(高峰小時客運量占全日的比值)還是有明顯差別的。

1)從出現(xiàn)時段上分析，早高峰小時最大進站高峰出現(xiàn)在8∶00—9∶00 的有:1、2、5、10 號線;早高峰小時最大進站高峰出現(xiàn)在7∶30—8∶30的有:4號線-大興線，8，13，15號線，昌平線，亦莊線，八通線。這些趨勢表明，越往外圍的線路，如郊區(qū)線，進站高峰時段出現(xiàn)得越早。

2)從早高峰小時系數(shù)上分析，小于13%的有:1號線、4號線-大興線、15號線、房山線、八通線;大于13%的有:2、5、10、8、13 號線，昌平線，亦莊線。這些趨勢表明:早高峰系數(shù)較高的線路中大量車站位于郊區(qū)和大型居住區(qū)，客流分布具有明顯的早晚高峰特征，早高峰以進站客流為主，部分車站的早高峰小時系數(shù)達到30%以上，由此拉高了整條線路的早高峰小時系數(shù)。

2.3 車站上、下車客流時間分布特征

各車站的客流時間分布要按進站、出站分別統(tǒng)計，一般市中心商業(yè)區(qū)和對外交通樞紐的高峰系數(shù)比較低，客流在時間分布上相對均衡;而郊區(qū)線路、通往中心城周邊邊緣組團的線路正好相反。從形態(tài)上看，目前北京372 km軌道線網(wǎng)，共217座車站，可分為7類。

1)居住類。這類車站早高峰時段以進站客流量為主，晚高峰時段以出站客流量為主，客流全日時間分布的不均衡性十分明顯，多數(shù)位于近郊區(qū)和邊緣組團，周邊用地以居住類為主。

2)辦公類。這類車站早高峰以出站客流量為主，晚高峰以進站客流量為主，時間分布趨勢與居住主導(dǎo)類正好相反，多數(shù)位于金融街、CBD、中關(guān)村、上地、亦莊等大型就業(yè)崗位集中的區(qū)域。

3)場站類。這類車站客流全日時間分布較為均勻，客流隨時間呈抖動趨勢，這與該類車站所服務(wù)的樞紐中其他方式(列車、航班、長途客車)的發(fā)車時刻密切相關(guān)。

4)混合類。這類車站周邊多數(shù)為混合用地性質(zhì)，客流全日進出站時間分布均有兩個明顯的早晚高峰，如果從時間分布趨勢上細分，又可分為居住主導(dǎo)類、辦公主導(dǎo)類和居住+辦公類。

5)商業(yè)中心類。這類車站多數(shù)位于大型商業(yè)中心或體育娛樂中心周邊，客流全日時間分布較為均衡，但進、出站高峰出現(xiàn)時段差異較為明顯，上午9∶00之后以出站客流為主，下午15∶00后以進站客流為主。

6)樞紐節(jié)點類。這類車站服務(wù)于北京市大型公交樞紐，客流全日進出站時間分布均有2個高峰。

7)其他類。不具備以上6類進出站時間分布特征的車站。

目前，北京市7類車站空間分布如圖4所示。

圖4 不同類型軌道交通車站分布

從空間分布上看，居住類和居住主導(dǎo)類主要分布在四環(huán)以外區(qū)域的邊緣組團和郊區(qū)新城，而辦公類、辦公主導(dǎo)類、商業(yè)類則主要分布在四環(huán)以內(nèi)區(qū)域。各類車站所占比例如圖5所示。

圖5 不同類型軌道交通車站數(shù)目統(tǒng)計

目前，北京軌道交通217座車站中，居住與居住主導(dǎo)類所占比例最高，占比44.4%;其次為辦公和辦公主導(dǎo)類，所占比例為28.4%。

2.4 換乘車站分方向換乘客流時間分布特征

各換乘車站的客流時間分布要分方向分析，統(tǒng)計北京目前24座換乘車站，換乘客流的時間分布特征有3 類，見圖6、表1。

圖6 換乘車站分方向換乘客流時間分布形態(tài)

表1 北京換乘車站時間分布特征分類

雙峰類車站兩方向換乘客流沒有明顯的方向性;高低峰類車站兩方向換乘客流有較明顯的方向性;單峰類車站兩方向換乘客流有明顯的方向性，多數(shù)位于郊區(qū)線與中心城線網(wǎng)的換乘節(jié)點。

城市空間功能布局、軌道交通站點周邊用地性質(zhì)、居民出行特征等因素決定了軌道交通的時間分布特征。上述分析表明，在軌道交通規(guī)劃設(shè)計、客流預(yù)測和運營組織中要著重注意如下幾點:

1)由于部分車站采取高峰時段限流的措施及部分線路區(qū)間高峰時段車廂過于擁擠的影響，導(dǎo)致軌道交通的吸引力下降。目前，通過軌道刷卡數(shù)據(jù)或人工調(diào)查統(tǒng)計的軌道高峰小時系數(shù)很可能低于實際的情況，因此在軌道客流預(yù)測及運營組織中應(yīng)注意留有余地。

2)由于車站類型不同，車站的高峰小時與線路高峰小時不一定出現(xiàn)在同一時段(如早高峰)，在規(guī)劃設(shè)計中要特別注意:不能一概用線路高峰時段的車站上下車客流作為確定車站規(guī)模的依據(jù)。

3)不同類型換乘車站的分方向換乘客流時間分布存在明顯的不同，對客流不均衡性明顯的車站，如早高峰時段某一方向換乘流量大，而晚高峰很可能出現(xiàn)在另一方向，因此在規(guī)劃設(shè)計和運營組織時，為適應(yīng)這種客流特征，應(yīng)盡可能考慮均衡換乘設(shè)施的利用。

3 客流空間分布特征

3.1 車站進出站客流空間分布

北京軌道交通全日和高峰時段進站客流空間分布均呈現(xiàn)出明顯的不均衡性，如圖7所示。其中，全日進站量低于1萬人次的車站共有59個，而高于5萬人次的車站共有15個，進站量前20位的車站大部分集中于三環(huán)以內(nèi)和13號線西北端的居住區(qū)。

圖7 進站客流空間分布

3.2 全日換乘量空間分布

全網(wǎng)每日換乘量達235萬人次，換乘量的分布極不均衡(見圖8)，在全網(wǎng)24個換乘車站中，換乘量超過15萬人次，并且早高峰小時換乘量超過2萬人次的車站包括西直門站、復(fù)興門站、建國門站、國貿(mào)站、東單站。早高峰換乘量最大的西直門站換乘量達3.4萬人次/h，而多數(shù)換乘站高峰小時換乘量均在1萬～1.8萬人次，甚至不到1萬人次;換乘設(shè)施能力不足，換乘距離過遠嚴重影響地鐵服務(wù)水平。

圖8 全網(wǎng)換乘量分布

3.3 斷面流量分布

圖9 某工作日早高峰小時線網(wǎng)斷面流量分布

圖9為2012年4月某工作日早高峰小時軌道交通線網(wǎng)斷面流量分布，各線路雙向客流最大斷面位置及流量標注在圖中相應(yīng)位置。1、5、13號線和八通線等放射線進城方向均處于滿負荷狀態(tài)，客流累積至第一個換乘站處開始降低，乘軌道交通進入四環(huán)內(nèi)的客流量達到出四環(huán)的4.4倍。斷面客流表現(xiàn)出明顯的向心性和潮汐性，同一線路不同方向的斷面流量不均衡性明顯，放射線不均衡性大于環(huán)線，郊區(qū)線不均衡性大于市區(qū)線，換乘站越少、越集中的線路斷面流量不均衡性越明顯。

3.4 出行距離和平均運距

2012年某工作日軌道交通線網(wǎng)平均乘距為17.3 km，對各條線路的日平均運距及其占線路長度的比例進行統(tǒng)計(見圖10)發(fā)現(xiàn)，各條線路平均運距差別很大，平均運距一般為線路長度的25%～35%。環(huán)線客流以換乘為主，平均運距偏短;放射線長距離出行特征明顯，平均運距較長。各線路平均運距最大的是15號線，為15.6 km，其次為昌平線和13號線。平均運距占線路長度比例最大的是昌平線，為58%，其次為八通線。平均運距與軌道交通在線網(wǎng)中的線位以及換乘站的數(shù)量有直接關(guān)系:郊區(qū)線平均運距高于市區(qū)線，放射線高于環(huán)線;放射線末端車站客流長距離出行特征明顯，平均運距較長;一般情況下，換乘站越多平均運距越小，中心城區(qū)的換乘站對客流發(fā)揮分流作用。

圖10 某工作日各線路平均運距及占線路長度比例

圖11所示為軌道和公交出行距離的時間分布圖，北京地鐵全部客流中乘距16～30 km的占59.1%，而10 km以內(nèi)行程的占20.6%，這表明地鐵服務(wù)于長距離出行的功能正在回歸其應(yīng)有的正確定位。

圖11 2012年軌道與公交出行距離分布

4 客流服務(wù)水平

4.1 滿載率

近幾年正值軌道交通客流快速增長期，對地鐵客流增長估計不足，多條干線出現(xiàn)運能缺口。2012年某工作日滿載率均超過100% 的有6條線路:昌平線、13號線、5號線、1號線、八通線和10號線，最大斷面滿載率位居前三位的線路是昌平線、13號線和5號線(見圖12)，都是連接北部居住區(qū)與中心城的線路。

圖12 軌道各線路滿載率情況

4.2 交通銜接方式構(gòu)成

軌道進出站交通銜接方式構(gòu)成中，步行占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，步行占比達到60%以上，此外是公交和自行車比例相對較大。早高峰進出站銜接方式構(gòu)成中，進站步行所占比例(61%)要低于出站步行比例(80%)19個百分點，而進站公交比例(25%)高出了出站公交比例(12%)13個百分點，這主要由于北京市比較大型的上車站點多集中于郊區(qū)新城和外圍邊緣組團，乘客較分散地居住于軌道周邊，因此做好這些區(qū)域的公交銜接尤為重要。

圖13 軌道交通車站交通銜接方式構(gòu)成

盡管在整個軌道網(wǎng)絡(luò)進出站客流中，通過公交換乘到達或駛離車站的客流所占比例低于步行，但是在部分站點，公交換乘客流占據(jù)相當(dāng)?shù)谋壤?。圖14為公共汽車換乘軌道的比例分布，在軌道進站客流中，超過40%的客流通過公交到達的進站口有30個，占比14%。其中有10個位于五環(huán)外，10個位于三環(huán)到五環(huán)之間，二、三環(huán)之間有7個，二環(huán)內(nèi)有3個。

超過40%的客流通過公交駛離的出站口有13個，占所有車站數(shù)量的6%。其中有4個位于五環(huán)外，6個位于四、五環(huán)之間，三、四環(huán)之間有1個，二環(huán)內(nèi)有3個。

由表2可知，在位于線路末端的19個車站中，乘客使用公交換乘的比例明顯高于全網(wǎng)水平:進站公交換乘大于40%的有10個，達53%;出站公交換乘大于40%的有5個，占比26%。

表2 進出站公交換乘比例分布

5 結(jié)語

近年來，北京市在優(yōu)先發(fā)展公共交通方面做了大量工作，經(jīng)過近10年的發(fā)展，軌道交通網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模，公共客運的骨干作用日漸突出。當(dāng)前突出的問題是:線網(wǎng)覆蓋面不足，多條線路無法應(yīng)對高峰大客流沖擊，擁擠度高，換乘不便，這些問題抑制了部分交通需求并導(dǎo)致其轉(zhuǎn)向其他交通方式，均有待盡早解決。因此，在快速建設(shè)軌道交通的同時要注重對其客流成長規(guī)律和經(jīng)驗進行總結(jié)，以及對客流分布及相關(guān)特征開展研究，以此提高軌道交通的吸引力、最大限度地挖掘公共交通的潛力，促使軌道交通為居民出行發(fā)揮更大的效用，實現(xiàn)交通與城市的和諧發(fā)展。

圖14 公共汽車換乘軌道比例分布

［1］鄭麗娟.基于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營的客流分布預(yù)測研究［D］.上海:同濟大學(xué)，2008.

［2］北京交通發(fā)展研究中心.第四次北京市交通綜合調(diào)查簡本報告［R］.北京，2012.

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［5］王靜，劉劍鋒，孫福亮.北京軌道交通線網(wǎng)客流分布及成長規(guī)律［J］.城市交通，2012，10(2):26-32.