城市軌道交通客流分析方法綜述

王 瑋周肖飛

（1西安交通工程學院交通運輸系，陜西 西安 710064 2西安得一工程技術(shù)有限公司CAE工程部，陜西 西安 710064）

城市軌道交通客流分析方法綜述

王 瑋1周肖飛2

（1西安交通工程學院交通運輸系，陜西 西安 710064 2西安得一工程技術(shù)有限公司CAE工程部，陜西 西安 710064）

1. 概述

城市軌道交通客流的預(yù)測方法主要是建立在對軌道交通客流進行預(yù)測的基礎(chǔ)上的。近年來，越來越多的城市將軌道交通作為解決城市交通問題的重要途徑之一，而客流預(yù)測是城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)的重要依據(jù)，城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展也促進了軌道交通客流預(yù)測方法的改進和水平的提升。目前，在建設(shè)過程中逐漸發(fā)展并應(yīng)用較多的城市軌道交通客流預(yù)測方法主要有以下三類：

（1）基于客流轉(zhuǎn)移的方法；

（2）基于土地利用的方法；

（3）基于傳統(tǒng)“四階段”的方法。

2. 基于客流轉(zhuǎn)移方法

該方法的主要思路是基于現(xiàn)狀地面交通狀況資料，將線路相關(guān)的公交線路的現(xiàn)狀客流和自行車流量，向軌道線路轉(zhuǎn)移，得到虛擬的基年軌道客流。然后通過相關(guān)公交線路的歷史資料分析，進而確定客流增長規(guī)律，模擬客流增長曲線，預(yù)測規(guī)劃年度軌道全線客流；或者利用地面公交及相關(guān)交通預(yù)測的資料，直接轉(zhuǎn)換規(guī)劃年度的軌道交通客流。進而，利用提出軌道線路各站點的車站客流。這一類方法主要是趨勢外推法，在確定客流增長率時多采用指數(shù)平滑法、比例增長法、多元回歸等方法。

此類方法受其預(yù)測原理的限制，僅應(yīng)用于軌道交通客流預(yù)測的早期。其以現(xiàn)狀的相關(guān)公交和自行車的流量為基礎(chǔ)，難以全面反映城市規(guī)劃及用地、交通供給條件以及城市居民出行特征等眾多客流預(yù)測的影響因素。但由于該方法具有簡便易操作的優(yōu)點，常用來與其他方法預(yù)測結(jié)果的對比分析，或作為前期定性分析的輔助方法。

3. 基于土地利用法

土地利用法的原理是通過對一條城市軌道交通線路和線路上車站周邊一定范圍區(qū)域內(nèi)城市土地利用情況的分析，采用一定的技術(shù)方法對線路或車站的客流狀況進行預(yù)測分析。在站點客流的處理上應(yīng)用較多的有吸引范圍法和吸引系數(shù)法，前者通過軌道交通線路及站點的吸引范圍的劃分，多數(shù)城市將分層計算客流的吸引情況[2]；后者通過小區(qū)土地利用的情況，采用數(shù)學方法計算軌道方式和站點對各交通小區(qū)的吸引情況，然后在預(yù)測軌道交通站點的相關(guān)客流量，統(tǒng)計全線的客流量。基于土地利用法的預(yù)測研究過程一般主要分為進站量計算、線路流量預(yù)測、換乘量和路網(wǎng)研究四個階段[3]。

土地利用法是建立在對原有軌道線路客流變化規(guī)律基礎(chǔ)之上的，并且依賴于現(xiàn)狀客流資料，充分注意到了車站及其吸引范圍內(nèi)土地利用的性質(zhì)和程度對吸引客流的影響。通過對每個車站客流變化的量化分析，預(yù)測擬建線路全線的客流變化規(guī)律。該方法能夠適用于基礎(chǔ)交通資料完善，擁有軌道交通歷史較長的城市， 但對于我國大部分城市來說，城市軌道交通的建設(shè)剛起步，缺乏軌道交通運營的歷史客流資料，因此應(yīng)用該方法對新建城市軌道進行客流尚存在一定難度。同時該方法僅僅考慮到線路兩側(cè)一定研究范圍內(nèi)的居民出行情況，缺乏對整個城市系統(tǒng)交通特征和其他交通方式的影響分析，同時隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的形成，客流的分布情況也會發(fā)生較大的變化。

4. 基于 “四階段”法

四階段預(yù)測模型由最初的道路交通客流預(yù)測而來，按照交通生成預(yù)測-交通分布預(yù)測-交通方式劃分預(yù)測-交通分配四階段來進行規(guī)劃年交通狀況的分析與模擬。隨著對該模型不斷深入的研究和應(yīng)用，出現(xiàn)了諸多對其改進和適應(yīng)某一特殊情況的模型，但是該模型進行預(yù)測的基本原理與立足于城市居民出行特征的事實仍然未變，其模型分析與求解的邏輯思路未變。

4.1 生成預(yù)測

根據(jù)研究對象區(qū)域的特性來預(yù)測未來某個時期（規(guī)劃期）城市的交通生成量。由于影響交通生成的因素非常復(fù)雜，主要有用地性質(zhì)、就業(yè)崗位、汽車保有率、家庭規(guī)模與人員構(gòu)成等，既有定量因素，也有非定量因素，因此 通常需要將交通生成分為若干個不同的類型，再分類進行預(yù)測。主要包括居民出行產(chǎn)生預(yù)測、居民出行吸引預(yù)測、流動人口出行生成預(yù)測等。交通生成預(yù)測的常用模型包括生成率模型、類別生成率模型、時間序列模型以及回歸分析模型等。

4.2 分布預(yù)測

分布預(yù)測是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測獲得的各小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成交通小區(qū)之間的空間OD量，即OD矩陣?，F(xiàn)行交通分布預(yù)測的方法一般分為兩類， 一類是增長系數(shù)法，一類是綜合法。前者假定規(guī)劃年OD交通量的分布形式和現(xiàn)狀OD分布形式相同，基于此對區(qū)域目標年的OD交通量進行預(yù)測，常用方法有常增長系數(shù)法、平均增長系數(shù)法、底特律法、福萊特法等；后者運用數(shù)學模型來剖析OD交通量的分布規(guī)律，然后用實測數(shù)據(jù)進行參數(shù)標定，再運用標定的模型預(yù)測目標年分布交通量，常用方法主要有重力模型法、介入機會模型法、最大熵模型法等。

4.3 交通方式預(yù)測

方式預(yù)測就是對出行者出行選擇交通工具的比例進行劃分，預(yù)測各種交通方式的交通分擔量。以居民出行調(diào)查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究人們出行時的交通方式選擇行為，建立模型從而預(yù)測基礎(chǔ)設(shè)施或服務(wù)等條件的變化時，交通方式之間的交通需求的變化。其建模思路一般有兩種：一是在假設(shè)未來將繼續(xù)延續(xù)歷史變化情況的前提下，研究交通方式間的變化；二是從城市規(guī)劃的角度，如何通過改擴建各種交通設(shè)施引導人們的出行，以及如何制定各種交通管理規(guī)則等來實現(xiàn)所期望的交通方式劃分。影響交通方式選擇的因素可分為內(nèi)在因素和外在因素，內(nèi)在因素包括：出行目的、出行距離、交通工具擁有量、出行時間、出行費用、居民生活水平及生活習慣等。外在因素包括：城市社會經(jīng)濟發(fā)展水平、交通發(fā)展政策、城市用地布局特征、城市交通設(shè)施供應(yīng)水平、城市地理環(huán)境。這些因素交織在一起影響城市的交通結(jié)構(gòu)，因此，使得出行方式的劃分成為一個較為復(fù)雜的問題。方式預(yù)測的常用模型主要包括轉(zhuǎn)移曲線模型、概率模型、回歸模型等。

4.4 交通分配預(yù)測

交通分配是將預(yù)測得出的OD交通量，按照一定的規(guī)則符合實際分配到特定的交通運輸網(wǎng)絡(luò)上，進而求出網(wǎng)絡(luò)中各路段的交通流量、所產(chǎn)生的OD費用矩陣，并據(jù)此對城市交通網(wǎng)絡(luò)的使用狀況做出分析和評價。交通分配模型分兩大類：“非均衡分配”和“均衡分配”?！熬夥峙洹笔腔谥腤ardrop原理。Wardrop于1952年首先提出兩條交通流原理，一般稱之為Wardrop第一原理、第二原理，分別服從用戶最優(yōu)準則、系統(tǒng)最優(yōu)準則，形成了兩類不同的模型。Wardrop原理廣泛用于道路交通分配，通常亦稱之為用戶最優(yōu)化原理或等時間原理。

軌道交通客流預(yù)測中的交通分配工作就是要將前一步交通方式劃分得到的各個交通小區(qū)之間的軌道交通量分配到未來的待選軌道交通路網(wǎng)方案上去，以求得路網(wǎng)中各軌道交通線路所承擔的客流量，從而得到特定軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃方案的各站點乘降量、斷面客流量、站間OD等客運指標，為下一步軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃方案的比選工作提供定量依據(jù)。

[1]史其信，陸化普，殷亞峰．淺談城市軌道交通客流預(yù)測方法 [J].地鐵與輕軌，1997，（3）：23-26

[2]吳友梅．城市軌道交通與地面常規(guī)公交換乘客流預(yù)測模型研究 [J]．地鐵與輕軌，2005，11：

[3]陸化普等．城市軌道交通規(guī)劃的研究與實踐 [M]．中國水利水電出版社，2001

[4]羅小強．城市軌道交通客流預(yù)測分析 [D]．西安：長安大學，2005

U45

B

1007-6344（2015）11-0331-01