一個公交主導型交通樞紐的現場調查分析

尚華艷，黃海軍，肖玲玲

（1.首都經濟貿易大學 信息學院，北京100070；2.北京航空航天大學 經濟管理學院，北京100084）

一個公交主導型交通樞紐的現場調查分析

尚華艷1，黃海軍*2，肖玲玲2

（1.首都經濟貿易大學 信息學院，北京100070；2.北京航空航天大學 經濟管理學院，北京100084）

北京市國貿橋交通樞紐擁有龐大的公交運輸車隊，但難以應付過于集中的晚高峰期出行需求.本文對國貿橋周邊1.1平方公里內停車場、地鐵、公交車站及周邊大廈交通需求展開廣泛細致的交通調查，重點分析了10個公交車站的116條公交線路的公交運行情況.通過對公交出行客運量、公交車輛到站時間間隔、乘客候車人數及候車時間等運行指標進行深入分析，找出國貿橋交通樞紐運行過程中存在的問題并提出建議.本研究對公交主導型大城市交通系統的建設和運營管理具有一定的借鑒意義.

城市交通；公交主導；案例研究；候車人數；候車時間

1 引 言

在我國，許多城市交通擁堵問題日益嚴重.調查數據表明，中國人平均每天上下班路途時間約為84分鐘，居世界之首.北京市作為中國的首都，動態(tài)交通、靜態(tài)交通、交通環(huán)境、交通秩序和交通安全都全面趨于緊張.工作日早晚高峰期間，北京市90%以上道路交通處于飽和或超飽和狀態(tài)，極易引發(fā)大范圍的交通擁堵.交通專家預測，若不采取積極措施，到2015年，北京市路網平均速度將小于15公里/小時，交通擁堵指數將達到9.5以上[1].

建立公交主導型交通網絡，是緩解城市交通擁堵的重要手段.然而，現階段公共交通服務水平較為低下，公交系統普遍存在承載力不足、吸引力低下等問題.交通調查是科學研究中最接近現實的關鍵環(huán)節(jié)，能夠獲取基礎數據，有助于客觀了解公交運行規(guī)律和出行者對公交出行的需求.許多學者針對公交網絡開展了實證研究，但各有側重，例如通行者出行行為分析[2-4]、公交服務水平[5-7]、網絡優(yōu)化設計[8]等.

北京市國貿橋區(qū)是一個典型的公交主導型交通樞紐，公交公司派遣了龐大的運輸車隊應付高峰期客流，但依然存在運力不足的難題.2011年4月，北京市出臺《國貿橋疏堵工程設計方案》，采取優(yōu)化公交站臺等多項措施，但疏堵效果卻不盡如人意.2012年2月，一組市民通過公交車窗戶爭搶上車的“公交爬窗圖”在網絡熱傳，引發(fā)廣大網友的嘆息；之后，《中國青年報》以“世界最大的公交車隊為何難解乘車難”為題，大幅報道了國貿橋區(qū)擁堵狀況，引人深思.本文對國貿橋區(qū)晚高峰期交通運行情況展開了大規(guī)模交通調查.首先，對周邊大廈上班族出行需求和私家車、地鐵、公交等出行方式進行統計.其次，對公交車輛到站時間間隔、候車人數、乘客候車時間等進行深入分析.最后，探討了國貿橋交通樞紐運行過程中存在的問題并提出建議.本研究對公交主導型大城市交通系統的建設有良好的借鑒意義.

2 數據收集與整理

2.1 調研內容和調研對象

國貿橋位于北京市朝陽區(qū)東三環(huán)路與建國路主干線相交處，是一座苜蓿葉型加環(huán)形三層互通式立交橋.上層為東三環(huán)主路，并以匝道相連；中層為建國路機動車道；下層為機動車與非機動車混行的環(huán)形交叉路口.東西向橋長360米，南北向橋長1700米.外觀上是苜蓿型立交橋，功能上是互通式立交橋，所有轉向匝道都獨立架空設置，解決了車輛的平面交叉問題.周邊分布著國際貿易中心、建外SOHO、中服大廈、招商局大廈等眾多交通吸引點.

作者組織學生約50人，歷時3個月（2012年3-5月），以國貿橋下層為中心，對北至景茂街、南至通惠河北路、東至恒惠東街、西至針織路約1.1平方公里范圍內的交通情況展開現場調研.調研時間為周一至周五晚高峰17:00-19:30，內容包括周邊大廈的出行需求、公交車站及線路運行情況、停車場交通供給、地鐵客流分布等.其中，重點調查了公交站點高峰期運行情況.調查對象的分布如圖1所示.

圖1 調查對象分布示意圖Fig.1 Location of surveyed subjects

2.2 數據計算方法

理論研究中，排隊論被廣泛用于統計乘客候車人數[9].但現實生活中站臺上的候車人數是一個動態(tài)值[10,11].本文以時段為基準，每隔5分鐘分段統計，計算方法如下：

整個研究區(qū)間 [0 ,T]=17:00-19:30被離散成一系列等長度的時間段 t∈(1 ,2,…,)，滿足Tˉδ=T.其中δ是一個時段的長度，若δ=5分鐘，則Tˉ=30.假設調研開始前，已經在車站m候車的乘客數為 fm(0)，時段k（k∈(1 ,2,…)）到達車站m的乘客數為(k)，時段k從車站m下車轉乘該站其他公交車輛的乘客數為(k).直到時段t（但不包括時段t），車站m的累積到達乘客人數Um(t)可以表示為

式中 M為國貿橋公交車站的集合.那么，直到時段t，公交車站累積到達乘客數U(t)為

則直到時段t，國貿橋公交車站的累積離開乘客數V(t)為

在時段t，車站m候車人數Wm(t)等于累積到達數Um(t)與累積離開數Vm(t)之差，即

因此，時段t國貿橋公交車站候車累積人數W(t)為

式中 Wm(t)、W(t)分別為各時段車站m的候車人數和公交車站總候車人數.

3 數據結果分析

3.1 周邊大廈上班族出行需求分析

周邊大廈上班族是國貿橋區(qū)晚高峰期主要的交通出行者.前期調研發(fā)現，上班族下班時間主要為4個時間點：16:30、17:00、17:30、18:00，以17:30居多.因此，對周邊大廈出行需求的調研時間調整為[16:30-19:00].圖2展示了出行需求的分布情況.

圖2 國貿橋周邊大廈出行需求分布情況（每5分鐘）Fig.2 Commuting demands originated from the surroundingbuildings(per interval of 5 minutes)

從圖2可以看出，國貿橋西北區(qū)域、東北區(qū)域和東南區(qū)域出行人數差不多，存在一定的波峰，但并不明顯.其中，西北區(qū)域寫字樓主要為國貿大廈1座、2座、3座，出行需求為8 921人，占總需求的19.26%.東北區(qū)域寫字樓主要為中服大廈和萬達廣場，出行需求為7 630人，占16.48%.東南區(qū)域則分布了招商局大廈、中國惠普大廈、大北寫字樓、京匯大廈、北京電視臺大廈、瑞賽大廈、泰珍嘉大廈等寫字樓，出行需求為8 331人，占17.99%.

西南區(qū)域寫字樓最多，匯集了SK大廈、中環(huán)世貿、銀泰中心、銀泰寫字樓、人保寫字樓、安邦保險大廈、建外SOHO等諸多大廈.因地下管廊連通，建外SOHO等10座高檔寫字樓實現了地下連通.調研區(qū)間出行需求為21 427人，占到了總需求的46.27%.

3.2 公交出行特征分析

（1）基本特征分析.

國貿橋區(qū)共有10個公交車站，116條公交線路，站點及線路分布見圖1.其中，晚高峰始發(fā)線路20條，集中在大北窯站（814/813路、807路、806路、808路、809路、810路、113路）、郎家園站（930路、817路、816路、818路）和大北窯東站（西向東，312路、647路、648路、11路、667路、669路、801路、647-312聯運、647-322聯運）.除了113路為南北方向，其余線路均由西向東開往河北燕郊方向.

國貿橋區(qū)晚高峰期公交總上車人數為42 238人，而始發(fā)線路的乘客達到25 378人（113路只有700人左右）.這就意味著，每個工作日有2.5萬名乘客由19條線路的公交車在兩個半小時內載離國貿橋區(qū).短時需求過大，導致公交運行壓力巨大.

以媒體報道爬窗事件的大北窯站813/814路為例.814路是813路的一種補充，僅高峰營運，且公交站點只有8站.813/814路開往燕郊居住小區(qū)密集的區(qū)域，乘客到達率(k)非常高，每分鐘平均高達25人.乘客到達率呈現一種單峰形態(tài)（見圖3），17:40前逐漸上升，17:40-18:40到達高峰，18:40后逐漸減少.對圖3中各時段觀測值的平均值進行統計分析，可知813/814路乘客到達率(k)和時段k之間存在如下關系：

圖3 813/814路乘客到達率（每5分鐘）Fig.3 Passenger arrival rates taking Line 813/814(per interval of 5 minutes)

813/814公交車晚高峰時段平均發(fā)車40輛，發(fā)車間隔很?。ㄒ姳?）.近一半（43.33%）車輛到達時間間隔不足1分鐘，間隔在5分鐘以內的達到了77.78%.

相比之下，813/814路車輛在站逗留時間比較長，平均達到9分鐘.只有11.65%的車輛在站逗留時間少于5分鐘，而三分之一（34.96%）的車輛超過了10分鐘.這與813/814路站臺候車區(qū)域有關.813/814路站臺分為站席和坐席兩部分，乘客在兩個地方分別上車.盡管乘客上車秩序較好，但人數太多，難免有推搡、擁擠等現象發(fā)生.

表1 813/814公交到站時間間隔Table1 Arrival time intervals of Line 813/814 buses

國貿橋區(qū)公交運行總體上呈現以下特點：公交出行需求量大、公交車次多、發(fā)車間隔小、候車人數多、排隊時間長.

（2）公交線路候車人數分析.

圖4 813/814路晚高峰期候車人數圖Fig.4 Passenger numbers waiting of Line 813/814 at evening peak period

從17:00開始，每隔5分鐘計算一下候車人數，計算方法參見式（1）-式（6）.雖然各時段候車人數存在一定的波動，但總體來說，存在一個明顯的波峰.調查后發(fā)現，乘客到達率高是主要原因.以813/ 814路為例，每輛車載離90人，但新到達的乘客幾乎都超過了100人/5分鐘.盡管公交車次多，但短時間內到達的乘客太多，導致高峰期候車人數快速增長，累積效應十分明顯，如圖4所示.從圖中可以看出：

公交車輛到站是否均衡，對公交站臺的影響非常大.2012年4月9日，公交車到站時間間隔比較均衡，候車人數存在一個比較平緩的單峰狀態(tài).一旦公交到站時間間隔比較大，候車人數就會急劇增長.例如，2012年3月27日，一趟公交車間隔時間超過了10分鐘，候車人數一度超過600人.

其次，若公交場站內預先停放一些預備車輛，能夠大大減少候車人數.例如，2012年4月6日，17:00前預先停放了5輛車，這些車輛于17:00后離開場站，候車人數明顯減少.

單線路候車人數多意味著排隊長度長，站臺候車人數多則意味著人流密度大.北京市《公共汽電車場站功能設計要求》規(guī)定，公交候車站臺設計最大人流密度每平方米不宜多于兩人.以此為標準，始發(fā)線路所在的公交站臺遠遠超過了規(guī)定的最大人流密度.圖5顯示了930路公交站臺候車人流密度.該站臺長30米，寬1.5米.候車人數巨大，站臺十分擁擠，導致候車秩序較差，推搡、謾罵、甚至打架時有發(fā)生.

圖5 930路公交站臺人流密度（人/平方米）Fig.5 Passenger flow density at Line 930 bus station(person/ square meter)

（3）公交線路候車時間分析.

候車時間對出行者心理有很大影響[10-12].國貿橋區(qū)公交候車時間普遍較長.本文選取5條有代表性的公交線路，對候車乘客跟蹤調查.這5條公交線路均是始發(fā)線路，出行需求大，但排隊比較整齊.調查人員選定某一個時段（例如，17:00-17:05）到達的乘客，記錄乘客到達時間；然后等待該乘客上車，記錄乘客上車時間.每個時段分別選取6個人跟蹤記錄，共獲得有效記錄2 584份，如表2所示.

表2 乘客候車時間統計結果Table2 Waiting times for riding in buses

通過表2可以看出，晚高峰期始發(fā)公交線路乘客平均候車時間短則10分鐘左右，長則超過20分鐘.最大候車時間甚至達到47分鐘.這與公交到站時間間隔、乘客到達率、公交荷載座位數等諸多因素有關.以候車時間最長的818路為例，公交荷載座位數為55個，平均到站時間間隔為8分鐘，但乘客到達率達到了平均每分鐘8人，往往需要4至5趟公交車才能將站臺上的200多位候車乘客載走.所以不少乘客用“絕望”來形容候車的感受.

3.3 國貿橋交通樞紐運行特點及問題

經過統計，國貿橋交通樞紐晚高峰期出行需求高達8萬人.其中，55 869人是從國貿橋區(qū)出發(fā)的客流，27 272人是到國貿橋區(qū)換乘的客流.國貿橋區(qū)出發(fā)的客流中，私家車出行5 877人，地鐵出行27 660人，公交出行22 332人.即，一半的出行者選擇乘坐地鐵，40%的乘客選擇乘坐公交車輛，只有10%的出行者選擇私家車出行.

國貿橋交通樞紐晚高峰只能用兩個字形容：“堵”、“擠”，具體表現在：

（1）公交出行人數占到了總出行人數的40%，出行需求集中于燕郊方向.周邊共有公交線路116條，始發(fā)線路只有20條，但客運量占到了公交出行總量的60%.

（2）始發(fā)線路候車人數多，站臺人流密度大，候車時間長.平均候車時間短則10分鐘左右，長則超過了20分鐘.越接近17:50-18:50，候車人數越多，導致有些乘客候車時間將近1小時.

（3）公交需求的滿足是以乘客無限容忍的擁擠為代價.有些始發(fā)線路公交車輛荷載只有35座，但每趟車離站時乘客均超過90人.

（4）公交車輛發(fā)車頻率高，但進站緩慢，形成一種到站時間“大間隔”現象.許多公交車輛離車站只有一步之遙，但等候進站可能需要好幾分鐘.尤其是大北窯東和郎家園站，許多始發(fā)線路的公交車輛需要繞過國貿橋，方能進站.

（5）紅綠燈設置不合理對公交進站有重要影響.對國貿橋紅綠燈周期展開調查，結論居然是：沒有規(guī)律.

（6）公交運行硬件環(huán)境提高的空間很小，但交通流組織優(yōu)化的空間很大.機動車流、非機動車流、行人流相互交織，造成了國貿橋下經常擁堵的局面.

4 研究結論

我國城市道路交通擁堵問題亟待解決，但事后治理不是根本.建立公交主導型的交通網絡，是緩解擁堵的重要手段，但現階段公共交通服務水平普遍比較低下.對公交主導型的交通系統展開實證研究，具有重要的現實意義.

北京市國貿橋交通樞紐匯集了公交、地鐵、私家車等多種交通方式，出行需求大，是典型擁堵區(qū)域.本文對國貿橋區(qū)周邊出行需求及多種出行方式展開交通調查，并著重對公交出行客運量、公交車輛到站時間間隔、乘客候車人數及候車時間等運行指標進行深入分析，找出國貿橋交通樞紐運行過程中存在的問題并提出若干建議.本研究可以對公交主導型大城市交通系統的建設和管理提供借鑒.

在未來的研究中，將結合乘客對擁擠的容忍程度，針對典型公交線路發(fā)車頻率、候車時間與排隊長度，利用排隊論原理，進行理論探討和分析.

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Investigating a Transit-oriented Transport Hub in Beijing

SHANG Hua-yan1,HUANG Hai-jun2,XIAO Ling-ling2
(1.Information School,Capital University of Economics and Business,Beijing 100070,China; 2.School of Economics and Management,Beihang University,Beijing 100191,China)

A fleet of buses which is serving passengers around the Beijing’s World Trade Bridge is facing such a problem that the evening peak demands cannot be well digested.This paper presents a case study associated with this transit-oriented transport hub,through collecting demand and supply data of parking lots,subway station,bus stops and main buildings located in the area of 1.1 kilometer squares.Operations of 116 bus lines passing 10 stations,like the passenger arrival rates,bus arrival intervals,passengers for waiting and the waiting times,are particularly analyzed.Suggestions for well developing the transit-oriented transport hubs in big cities are provided.

urban traffic;transit-oriented transport;case study;passengers for waiting;waiting time

1009-6744（2014）03-0201-06

U12

B

2014-01-23錄用日期：2014-02-18

國家重點基礎研究計劃973項目（2012CB725401）；北京市教委科研計劃項目（SM201210038008）；國家自然科學基金項目（71101098，71371128）.

尚華艷（1978-），女，湖北當陽人，副教授.*通訊作者：haijunhuang@buaa.edu.cn