東直門交通樞紐客流量規(guī)律研究

劉 杰，衡玉明，劉力力，官 鵬

(北京公聯(lián)交通樞紐建設(shè)管理有限公司，北京 100091)

0 引言

北京正在成為特大型國際化都市，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的承載力已不能完全滿足首都快速發(fā)展的需要.因此，切實(shí)落實(shí)公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，優(yōu)先安排公交基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和資金投入，建立綠色安全、便捷快速、城鄉(xiāng)一體的公共交通體系，是解決北京市交通擁堵的重要途徑.

交通樞紐作為城市交通網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，不僅是區(qū)域交通暢通運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也影響著城市空間的合理布局.一般情況下，由于所處的區(qū)位條件和功能布局特征，交通樞紐通常會(huì)成為一個(gè)城市形象的窗口.

東直門交通樞紐地處北京市東城區(qū)東直門立交橋東北角，是集地鐵2號線、13號線、機(jī)場線等3條軌道交通線路、9條郊區(qū)公交、8條市區(qū)公交、出租車、自駕車、自行車、步行等多種交通方式于一體的立體換乘中心，直接輻射覆蓋區(qū)域廣，旅客換乘空間狹小、客流聚集效應(yīng)明顯等特點(diǎn)突出.東直門交通樞紐于2005年正式開建，并于奧運(yùn)會(huì)前正式投入運(yùn)營［1］.東直門樞紐投入運(yùn)營以來，整個(gè)東直門樞紐區(qū)域內(nèi)約有七成的客流可在地下完成出行換乘，這極大地改善了東直門交通出行條件，緩解了區(qū)域交通擁堵.

東直門交通樞紐是車流、人流集散的重要區(qū)域，其安全高效的運(yùn)行對區(qū)域交通乃至城市交通有著深遠(yuǎn)的影響，尤其是近年來我國反恐局勢愈加嚴(yán)峻，交通樞紐作為大客流聚集區(qū)域，很容易成為恐怖分子的作案目標(biāo)，作為樞紐運(yùn)行管理者，能準(zhǔn)確把握樞紐內(nèi)客流量變化特點(diǎn)和換乘需求，對樞紐的日常管理、安全運(yùn)行以及應(yīng)對重要節(jié)假日大客流集散等具有重要的指導(dǎo)意義.

1 樞紐客流數(shù)據(jù)采集和準(zhǔn)確度校驗(yàn)

東直門樞紐于2010年3月正式啟用樞紐客流檢測平臺(tái)，通過在樞紐進(jìn)出口和換乘通道等關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置客流檢測設(shè)備，以實(shí)時(shí)檢測進(jìn)出樞紐的客流量.而在此之前，東直門樞紐客流量主要根據(jù)人工估測而得.

圖1 東直門客流檢測設(shè)備類別

東直門客流檢測設(shè)備主要采用的是垂直激光掃描儀和視頻客流檢測設(shè)備2種檢測方式.激光掃描儀安裝在通道或出入口上方，使其垂直掃描，當(dāng)行人通過激光簾時(shí)，當(dāng)前幀的激光掃描數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)凸包，反映出行人的外輪廓.峰包數(shù)代表當(dāng)前通過激光掃描面行人的個(gè)數(shù)，每個(gè)峰包的高度代表在該垂直掃描切面的行人高度.

視頻客流量檢測設(shè)備采用立體圖像處理和追蹤追尾處理技術(shù)，用1臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行3次元處理，可實(shí)現(xiàn)更高精度.同時(shí)采用人形立體識(shí)別技術(shù)，可識(shí)別人的立體形狀，實(shí)現(xiàn)高速高密度分析處理，也可以在計(jì)數(shù)范圍內(nèi)從各個(gè)角度把握、追蹤人像，同時(shí)采用店員排除計(jì)數(shù)算法可精確地掌握實(shí)際客流量.

即使再精密的儀器，也無法保證客流檢測具有100%的準(zhǔn)確度，為了確定這2種檢測設(shè)備的誤差范圍，選擇在不同客流密度、不同光線、不同天氣狀況下，對多個(gè)檢測點(diǎn)在不同時(shí)段分別進(jìn)行了人工客流統(tǒng)計(jì).人工統(tǒng)計(jì)值可作為檢測通道客流量的精確值，設(shè)備誤差計(jì)算方法:設(shè)備相對誤差 =，若計(jì)算結(jié)果為正誤差，說明設(shè)備統(tǒng)計(jì)值高于實(shí)際客流量，反之，則說明設(shè)備統(tǒng)計(jì)值低于實(shí)際客流量.

表1 激光檢測設(shè)備相對誤差表

表2 視頻檢測設(shè)備相對誤差表

分別將表1和表2中的激光檢測設(shè)備相對誤差值和視頻檢測設(shè)備相對誤差值按大小順序進(jìn)行排列，得出誤差值與其在所有數(shù)據(jù)中所占百分位的關(guān)系折線圖，如圖2所示.折線越接近0點(diǎn)水平線說明誤差越小，0點(diǎn)水平線以上為正誤差，說明設(shè)備報(bào)表比實(shí)際客流量多;0點(diǎn)水平線以下為負(fù)誤差，說明設(shè)備漏計(jì)了部分客流量.由圖2可以看出，大多數(shù)情況下激光檢測設(shè)備和視頻檢測設(shè)備都會(huì)漏計(jì)部分客流.

圖2 客流檢測設(shè)備相對誤差與所占百分位關(guān)系折線圖

本研究用“5%的截尾法”剔除異常值，即將所有誤差值按大小排序，剔除最小的5%和最大的5%誤差值，得到激光檢測設(shè)備平均檢測準(zhǔn)確度為96.4%，且準(zhǔn)確度在95%以上的概率約為71%;視頻檢測設(shè)備平均檢測準(zhǔn)確度為96.8%，且準(zhǔn)確度在95%以上的概率約為76%.總體來說東直門客流檢測系統(tǒng)準(zhǔn)確率較高.

2 年總客流量特征

東直門交通樞紐從運(yùn)行起客流量逐年增加.2013年東直門交通樞紐總客流量為9 483萬人次，公交客流量和地鐵客流量比2012年均有下降，總量降低約10%.這主要是由于2012年下半年和2013年多條地鐵線路和路段的相繼開通，使得東直門交通樞紐客流得到了部分分流.

圖3 東直門年客流總量變化柱狀圖

由圖4可以看出，地面公交和軌道交通客流量隨著季節(jié)的變化而變化，春季(3—5月)客流量較為穩(wěn)定，夏季(6—8月)客流量相對較高，秋季(9—11月)客流量逐漸下降，冬季(12月—2月)客流量最少.春季和夏季除了通勤客流外，也是外出游玩的旺季，因此，客流量相對較大，而隨著秋季和冬季氣溫的逐漸下降，公眾的日常游玩或休閑外出次數(shù)相對降低，導(dǎo)致客流量下降趨勢明顯.

地面公交到發(fā)班次除了2月春節(jié)期間相對平日有大幅下降外，其他月份并沒有因?yàn)榭土髁康南陆刀鴾p少，且相對來說穩(wěn)中有升，這與公交運(yùn)營企業(yè)的公益性大于營利性的特點(diǎn)有關(guān)，公交需按計(jì)劃正常發(fā)車.

圖4 東直門2013年每月日均客流量變化趨勢圖

3 樞紐日客流量變化特征

通過圖5可以看出，東直門交通樞紐客流量周期性明顯.周一至周四及周六、周日，客流量相對比較穩(wěn)定，日均客流24萬人次左右，而周五客流量均有大幅增長，達(dá)到30萬人次以上.由于東直門是連接北京市區(qū)和東北部郊區(qū)縣的重要站點(diǎn)，此部分通勤客流大都集中在周五返回居住地，從而導(dǎo)致每周五出現(xiàn)周期性的客流高峰［2］.

4 樞紐小時(shí)客流量變化特征

通過對東直門樞紐2014年1周時(shí)間內(nèi)不同日小時(shí)客流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析［3］，可以發(fā)現(xiàn)東直門樞紐客流量分布規(guī)律性很強(qiáng)，除周五外，其他日客流變化趨勢呈現(xiàn)出‘雙峰曲線’的規(guī)律，即早高峰時(shí)段和晚高峰時(shí)段客流量明顯高于其他時(shí)段.周五客流量除了早高峰和晚高峰外，還有一個(gè)午間出行小高峰，且周五總客流量也是一周最高的，一般都大于30萬人次.

圖5 東直門樞紐2013年12月日客流量變化折線圖

圖6 不同日次客流變化趨勢對比折線圖

圖7可以更清晰地展示出周不同日次的客流規(guī)律.圖7(a)和圖7(b)是典型工作日客流變化趨勢圖，圖7(c)和圖7(d)是典型周五客流變化趨勢圖.可以看出地鐵客流量分布規(guī)律更穩(wěn)定，且跟日次關(guān)系不大.而市內(nèi)公交和郊區(qū)公交客流量在周五會(huì)有較明顯的午間小高峰.東直門樞紐小時(shí)進(jìn)出客流量基本相當(dāng)，周五晚高峰出樞紐客流量相比進(jìn)樞紐客流量有明顯延遲，主要由于去往郊區(qū)縣的客流量短時(shí)間內(nèi)大量聚集，而公交車發(fā)車班次無法短時(shí)間內(nèi)疏散這些旅客，因此造成晚高峰大量的旅客聚集在樞紐內(nèi)［4］.由此可見，東直門樞紐日常運(yùn)行過程中，應(yīng)加強(qiáng)對早高峰和晚高峰，尤其是周五晚高峰期間的安全防范.

圖7 東直門樞紐小時(shí)客流量變化規(guī)律

5 結(jié)束語

本文對東直門交通樞紐客流檢測設(shè)備準(zhǔn)確度進(jìn)行了人工校驗(yàn)，結(jié)果顯示，激光和視頻2種檢測設(shè)備的準(zhǔn)確度均達(dá)到96%以上，客流檢測設(shè)備可靠度較高.通過客流檢測設(shè)備對東直門交通樞紐客流量數(shù)據(jù)的采集，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，分別得出了樞紐進(jìn)出總客流量，不同運(yùn)輸方式客流量月度規(guī)律、周規(guī)律、小時(shí)規(guī)律.東直門交通樞紐客流量分析結(jié)果有助于樞紐內(nèi)部日?？土鹘M織管理，對樞紐科學(xué)的運(yùn)營和安全防范具有重要的指導(dǎo)意義.

［1］李東梅，趙永勃，丁建.北京東直門交通樞紐暨東華國際廣場綜合商務(wù)區(qū)［J］.世界建筑，2008(8):62-73.

［2］張昕，胡金星，尹凌，金照，孫潤喜.基于事實(shí)數(shù)據(jù)的交通樞紐客流態(tài)勢研究［A］.第七屆中國智能交通年會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì).第七屆中國智能交通年會(huì)優(yōu)秀論文集［C］.北京:電子工業(yè)出版社，2012:252-259.

［3］趙林，段鐵錚，于海濤，杜勇.東直門交通樞紐客流統(tǒng)計(jì)規(guī)律簡析［A］.科技創(chuàng)新，綠色交通——第十一次全國城市道路交通學(xué)術(shù)會(huì)議論文集［C］.大連，2011:130-132.

［4］北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.東直門交通樞紐客流統(tǒng)計(jì)分析模型設(shè)計(jì)［R］.北京，2011.