廣州地鐵換乘匹配問(wèn)題研究

劉勁

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部 廣州 511430）

廣州地鐵換乘匹配問(wèn)題研究

劉勁

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部 廣州 511430）

隨著廣州地鐵線網(wǎng)的不斷壯大與完善，線路通達(dá)性逐步提高，乘客對(duì)城市軌道交通服務(wù)的期望值隨之增長(zhǎng)，對(duì)線路間列車(chē)匹配銜接提出更高的要求。本文通過(guò)分析廣州地鐵線網(wǎng)換乘匹配現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，提出換乘匹配優(yōu)化方案，旨在提升廣州地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平，為乘客提供優(yōu)質(zhì)、便捷的交通服務(wù)。

換乘匹配；現(xiàn)狀；研究

1 問(wèn)題提出

目前廣州地鐵已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)線路9條，運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度266km，車(chē)站169座，其中無(wú)障礙換乘站20座，有障礙換乘站2座，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)格局已現(xiàn)雛形。針對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)復(fù)雜多樣化的特點(diǎn)，為滿(mǎn)足廣州地鐵網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；墓芾硇枰浅Ｓ斜匾獙?duì)換乘站列車(chē)銜接方案進(jìn)行研究分析，提出科學(xué)合理的行車(chē)組織方案。

在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)條件下，研究如何通過(guò)優(yōu)化列車(chē)開(kāi)行方案，使得換乘匹配銜接緊密順暢，有效節(jié)約乘客換乘時(shí)間，是網(wǎng)絡(luò)化條件下提升運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平的重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)是一個(gè)復(fù)雜的、循環(huán)優(yōu)化的過(guò)程，難以規(guī)定唯一的最優(yōu)方案，因此本文旨在提出相對(duì)合理的、可行的換乘銜接匹配優(yōu)化方案。

2 現(xiàn)狀分析

基于目前列車(chē)銜接方案及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的乘客換乘走行時(shí)間，以下從換乘等待時(shí)間、換乘匹配率兩方面對(duì)換乘匹配現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的分析：

2.1 換乘等待時(shí)間

換乘等待時(shí)間指乘客從線路A換乘至線路B后需要等待的時(shí)間（計(jì)算時(shí)不考慮列車(chē)擁擠導(dǎo)致乘客無(wú)法上車(chē)的情況）（如圖1）。

如圖1，換乘等待時(shí)間計(jì)算如下：

T等待=TB，到達(dá)-TA-B，換乘-TA，到達(dá)

通過(guò)對(duì)所有換乘站列車(chē)銜接分析，線網(wǎng)全天平均換乘等待時(shí)間為128s，其中高峰期約為99s，中峰期約為140s，低峰期約為170s（如表 1）。

而通過(guò)進(jìn)一步分析各換乘站的換乘等待時(shí)間，發(fā)現(xiàn)換乘站平均等待時(shí)間與換乘站所在線路行車(chē)間隔密切相關(guān)。即，分布在行車(chē)間隔小的線路的換乘站，平均等待時(shí)間較短，如一、二、三、五號(hào)線的換乘站；分布在行車(chē)間隔大的線路的換乘站，平均等待時(shí)間較長(zhǎng)，如廣佛線。

圖1 換乘等待時(shí)間分解示意圖

表1 線網(wǎng)各峰期平均等候時(shí)間情況表

2.2 換乘匹配率

換乘匹配率是結(jié)合乘客體驗(yàn)感受的一項(xiàng)指標(biāo)，假設(shè)劃分乘客體驗(yàn)感受原則如下：

（1）換乘等候時(shí)間≤3min，視為換乘體驗(yàn)良好；

（2）3min＜換乘等候時(shí)間≤5min，視為換乘體驗(yàn)一般；

（3）換乘等候時(shí)間＞5min，視為換乘體驗(yàn)較差。

通過(guò)分析，線網(wǎng)換乘匹配良好占比約72%，一般占比24%，較差占比4%。從峰期上看，高峰期行車(chē)間隔小，換乘匹配良好占比達(dá)91%；中峰期行車(chē)間隔一般，換乘匹配良好占比約79%；而低峰期行車(chē)間隔大，換乘匹配良好占比相對(duì)較低，約68%。

3 研究方向

3.1 高峰期不考慮換乘銜接匹配問(wèn)題

3.1.1 行車(chē)間隔小，換乘等待時(shí)間短

基于目前廣州地鐵行車(chē)安排，高峰期線網(wǎng)各線路行車(chē)間隔基本維持在3min內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)狀分析結(jié)果，高峰期線網(wǎng)平均等待時(shí)間僅99s，即使乘客錯(cuò)過(guò)上一趟列車(chē)，也可在較短時(shí)間內(nèi)乘坐上另一趟列車(chē)。

3.1.2 常態(tài)化客流控制因素制約

為減少大客流對(duì)線路的沖擊影響，廣州地鐵高峰期在重點(diǎn)換乘車(chē)站通常需采取客流控制措施，致使乘客在換乘站的走行時(shí)間增加，直接影響了換乘體驗(yàn)。

3.2 中/低峰期換乘銜接匹配研究具備可行性與必要性

3.2.1 行車(chē)間隔大，換乘等候時(shí)間較長(zhǎng)

中、低峰期行車(chē)間隔分別在4min、7min以上，若乘客錯(cuò)過(guò)上一趟列車(chē)，需要等待下一趟列車(chē)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。根據(jù)現(xiàn)狀分析結(jié)果，中峰期約為140s，低峰期約為170s，平均等待時(shí)間分別較高峰增加約41%、72%。

3.2.2 影響因素少

中/低峰期線網(wǎng)客流平穩(wěn)且相對(duì)較小，車(chē)站一般無(wú)需采取客流控制措施，乘客換乘走行時(shí)間受外界影響因素小，換乘時(shí)間較穩(wěn)定。

基于上述兩點(diǎn)，本文認(rèn)為高峰期不考慮換乘銜接匹配問(wèn)題，而中低峰期具備開(kāi)展換乘銜接匹配研究的可行性與必要性。

4 換乘匹配條件及問(wèn)題優(yōu)化

4.1 換乘銜接匹配的條件分析

根據(jù)《廣州地鐵公園前站1、2號(hào)線換乘匹配研究》等研究，結(jié)合地鐵運(yùn)輸組織經(jīng)驗(yàn)，為了使乘客換乘等候時(shí)間最優(yōu)化，不同線路列車(chē)可持續(xù)依次交替到達(dá)，需配套制定相應(yīng)措施，滿(mǎn)足條件如下：

（1）同時(shí)段各線路行車(chē)間隔相等：為保證相鄰線路換乘銜接的均衡性，相鄰線路的行車(chē)間隔須相等。

（2）換乘站同線路雙方向列車(chē)同時(shí)到站：為保證乘客在換乘站下車(chē)換乘至鄰線后，可同時(shí)換乘到鄰線任意方向，須安排鄰線列車(chē)在換乘站上、下行方向同時(shí)到站。

為使同一線路上、下行列車(chē)同時(shí)到達(dá)車(chē)站，需通過(guò)對(duì)運(yùn)行圖的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行修改，包括兩端折返時(shí)間及部分區(qū)間運(yùn)行時(shí)間，但需滿(mǎn)足條件：

式中：T周期——行車(chē)周期；

tu1——上行始發(fā)站至換乘站的時(shí)間；

tu2——換乘站停車(chē)至到達(dá)上行終點(diǎn)站的時(shí)間；

tup——上行終點(diǎn)站全折返時(shí)間；

td1——下行始發(fā)站至換乘站的時(shí)間；

td2——換乘站至到達(dá)下行終點(diǎn)站的時(shí)間；

tdm——下行終點(diǎn)站全折返時(shí)間；

T間隔——行車(chē)間隔時(shí)間；

N——整數(shù)數(shù)值。

（3）鄰線列車(chē)錯(cuò)開(kāi)1/2行車(chē)間隔到站：為保證相鄰線路列車(chē)依次錯(cuò)開(kāi)均衡到達(dá)，須統(tǒng)籌安排相鄰2條線路的時(shí)刻表，以A線的到達(dá)時(shí)間為基準(zhǔn)、B線到達(dá)時(shí)間在A線的到達(dá)時(shí)間的基礎(chǔ)上按錯(cuò)開(kāi)1/2行車(chē)間隔安排。

4.2 問(wèn)題與優(yōu)化

換乘銜接與實(shí)際運(yùn)作存在著相互制約的關(guān)系，如實(shí)施過(guò)程中，若不考慮實(shí)際運(yùn)作需求，簡(jiǎn)單按換乘銜接條件實(shí)施換乘銜接，可能帶來(lái)適得其反的效果，從而會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)組織及成本產(chǎn)生一定的影響。

4.2.1 同時(shí)到站易造成站臺(tái)擁擠，存在客運(yùn)安全隱患

分析同線路雙方向列車(chē)同時(shí)到站條件，將有雙方向列車(chē)4股客流同時(shí)使用站臺(tái)資源，而站臺(tái)空間有限、扶梯等設(shè)備資源較少，大量下車(chē)乘客容易堵在扶梯、電梯、樓梯的入口處，容易造成站臺(tái)擁擠、秩序混亂、乘客碰撞等問(wèn)題，對(duì)站臺(tái)設(shè)備能力、客運(yùn)服務(wù)均提出較高的要求。為此，建議采取的應(yīng)對(duì)措施如下：

（1）對(duì)于同線路存在多個(gè)站臺(tái)可區(qū)分乘客在不同區(qū)域乘降的換乘站（如公園前“一島兩側(cè)式”站臺(tái)），建議安排雙方向列車(chē)同時(shí)到站。

（2）對(duì)于不能區(qū)分乘客在不同區(qū)域乘降的換乘站，建議根據(jù)車(chē)站客流量安排雙方向列車(chē)錯(cuò)開(kāi)30～60s到達(dá)，以緩解同時(shí)到站帶來(lái)的客流壓力。

4.2.2 同時(shí)段行車(chē)間隔相等，將致使運(yùn)能與運(yùn)量不匹配

線路間列車(chē)車(chē)型不同導(dǎo)致載客能力存在差異，如果把各條線路的行車(chē)間隔設(shè)成一致，必將出現(xiàn)部分線路運(yùn)能吃緊、服務(wù)水平下降，而部分線路運(yùn)能過(guò)剩、服務(wù)水平大幅提升的情況。為此，建議采取的應(yīng)對(duì)措施如下：

（1）鑒于目前廣州地鐵低峰期行車(chē)間隔普遍在7min以上，且各線路行車(chē)間隔相差較小，建議將低峰期行車(chē)間隔設(shè)置相等。

（2）列車(chē)同時(shí)到站，可能致使行車(chē)周期須增加、列車(chē)運(yùn)行效率降低

換乘銜接匹配需通過(guò)增加列車(chē)在車(chē)站停站或區(qū)間運(yùn)行時(shí)間方式，以達(dá)到雙向列車(chē)基本同時(shí)到站的效果，將造成峰期內(nèi)最小行車(chē)周期的增加。具體行車(chē)周期的增量，需根據(jù)峰期行車(chē)間隔、連續(xù)換乘站間的旅行時(shí)間、換乘銜接匹配的車(chē)站個(gè)數(shù)、停站和運(yùn)行時(shí)間調(diào)整量等因素綜合而定，原則上行車(chē)周期的增量范圍為不大于換乘站個(gè)數(shù)×峰期行車(chē)間隔。為此，建議采取的應(yīng)對(duì)措施如下：

（1）建議以“調(diào)整列車(chē)在起點(diǎn)站的停站時(shí)間”為主、“縮短/延長(zhǎng)中間站停站時(shí)間和區(qū)間運(yùn)行時(shí)間”為輔的方式調(diào)整運(yùn)行圖。

（2）當(dāng)發(fā)生連續(xù)換乘站間的旅行時(shí)間與行車(chē)間隔差異較大，無(wú)法采用相對(duì)合理化的參數(shù)設(shè)置達(dá)到換乘銜接匹配效果時(shí)，應(yīng)考慮峰期時(shí)段內(nèi)優(yōu)先只對(duì)部分換乘站（綜合根據(jù)換乘量大小、換乘距離遠(yuǎn)近2方面排序）、甚至部分換乘站的部分方向（綜合根據(jù)大客流換乘方向、換乘便捷性排序）考慮換乘銜接匹配。

5 優(yōu)化原則及思路

基于廣州地鐵已基本呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的格局，如僅通過(guò)人為調(diào)整運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表的形式提高換乘匹配率，必然會(huì)顧此失彼，因此非常有必要明確換乘匹配原則及優(yōu)化思路。

（1）結(jié)合行車(chē)效率調(diào)整難易程度，優(yōu)先考慮一端為線路終點(diǎn)的換乘站。

如嘉禾望崗站，可通過(guò)優(yōu)化調(diào)整二號(hào)線嘉禾望崗站始發(fā)或終到時(shí)間，靈活實(shí)現(xiàn)二號(hào)線與三號(hào)線的換乘匹配。

（2）結(jié)合換乘客流等級(jí)，明確優(yōu)先考慮車(chē)站及線路。

如體育西路，換乘客流為線網(wǎng)之首，如實(shí)施換乘匹配可優(yōu)先考慮，如此可擴(kuò)大受益人群。

（3）結(jié)合換乘站各股客流比重情況，優(yōu)先考慮大客流方向的換乘匹配。

如客村站，可優(yōu)先考慮八號(hào)線下行往三號(hào)線下行及三號(hào)線上行往八號(hào)線上行的換乘匹配。

6 實(shí)施建議

通過(guò)上述分析，換乘銜接匹配的目標(biāo)旨在縮短乘客換乘候車(chē)時(shí)間，然而換乘銜接匹配需滿(mǎn)足一定的前提條件，若簡(jiǎn)單地為實(shí)現(xiàn)線路之間的換乘匹配，有可能帶來(lái)適得其反的效果，從而引起車(chē)站擁擠、運(yùn)能與運(yùn)量不匹配、參數(shù)冗余過(guò)大等問(wèn)題。對(duì)此本文建議如下：

（1）關(guān)于換乘匹配的實(shí)施時(shí)段，建議先在低峰期進(jìn)行試點(diǎn)。

（2）結(jié)合低峰期行車(chē)間隔基本在7min以上的現(xiàn)狀及換乘匹配條件，建議線網(wǎng)低峰期行車(chē)間隔設(shè)置為一致。

（3）關(guān)于換乘匹配的實(shí)施站點(diǎn)，建議先選擇嘉禾望崗、西朗、萬(wàn)勝?lài)纫欢藶榫€路始發(fā)終到的車(chē)站進(jìn)行試點(diǎn)。

（4）在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的條件下，如需全面實(shí)施換乘匹配，建議借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)建立運(yùn)行圖仿真模型，科學(xué)系統(tǒng)給出換乘實(shí)施優(yōu)化建議。

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2016-6-1