城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營條件下客流特征分析

李艷艷++李志成++張孝法

摘 要：隨著城市軌道交通建設(shè)速度的加快，我國部分城市已進入網(wǎng)絡(luò)化運營階段，如北京、上海、廣州、深圳、南京等。因此，總結(jié)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進程中的客流特征，對于今后進一步把握客流發(fā)展趨勢、提高城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計與運營管理水平具有重要作用。文章主要分析網(wǎng)絡(luò)化條件下城市軌道交通客流的時間特征、空間特征及客流強度特征。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；網(wǎng)絡(luò)化；客流特征；客流強度

中圖分類號：F570 文獻標識碼：A

Abstract： With the speed of urban rail transit construction， some cities in China have entered the network operation stage in China， such as Beijing， Shanghai， Guangzhou， Shenzhen， Nanjing and so on. Therefore， it is important to summarize the characteristics of passenger flow in the process of urban rail transit， which will play an important role in further grasping the development trend of passenger flow and improving the planning and operation and management of urban rail transit. This paper mainly analyzes the time characteristics， spatial characteristics and intensity of passenger flow of urban rail transit passenger traffic under network conditions.

Key words： urban rail transit； network operation； characteristics of passenger flow； intensity of passenger flow

近年來，隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，中國城市軌道交通建設(shè)進入快速發(fā)展期。截止2016年末，中國大陸地區(qū)共有28個城市開通城市軌道交通，共計112條線路，運營線路總長度達3 778.8公里（如圖1所示）。隨著城市軌道交通建設(shè)速度的加快，我國部分城市已進入網(wǎng)絡(luò)化運營階段，如北京、上海、廣州、深圳、南京等。因此，總結(jié)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進程中的客流特征，對于今后進一步把握客流發(fā)展趨勢、提高城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計與運營管理水平具有重要作用。本文主要分析城市軌道交通線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化條件下，城市軌道交通客流在時間、空間及客運強度三方面所表現(xiàn)出的特征。

1 網(wǎng)絡(luò)化條件下城市軌道交通客流時間特征分析

1.1 日客流變化分析

日客流量變化規(guī)律是指一個晝夜循環(huán)內(nèi)的運營時間內(nèi)，不同時間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)客流量變化情況。對國內(nèi)北京、西安等大量數(shù)據(jù)對比分析可知，路網(wǎng)客流量呈現(xiàn)明顯雙峰突變情況，客流在峰值處集中突發(fā)增長，峰值時段客流量明顯高于其它時段客流量，表現(xiàn)出明顯的早、晚高峰突變，其中一般線路早高峰時段為7：00～9：00，晚高峰時段為17：00～19：00。對東京、首爾城市軌道交通典型線路各年度日均客流變化情況分析，可以發(fā)現(xiàn)，位于建成區(qū)范圍的軌道交通線路將遵循“客流追隨型”成長的一般規(guī)律；而位于外圍新開發(fā)區(qū)域的軌道交通線路將遵循“客流引導(dǎo)型”成長的一般規(guī)律[1-2]。

1.2 周客流變化分析

周客流量變化規(guī)律是指一周內(nèi)各工作日客流量變化情況。

在工作日，絕大部分居民需要上下班、上下學(xué)，居民在這兩個時間段集中出行，使客流急劇增加，線路及網(wǎng)絡(luò)客流量發(fā)生突變形成峰值。在非工作日，城市軌道交通吸引的上下班、上下學(xué)客流明顯少，不會出現(xiàn)由于上下班、上下學(xué)引起的兩次客流集中現(xiàn)象。由圖2可以看出，大部分線網(wǎng)均呈現(xiàn)工作日客流量明顯高于非工作日客流特征，但機場線因其特殊性，工作日與非工作日客流變化較小，呈平穩(wěn)波動。

1.3 月客流變化分析

城市軌道交通月客流量變化分析主要是指對城市軌道交通路網(wǎng)內(nèi)各線網(wǎng)各月客流量變化情況進行對比。目前，我國大多數(shù)城市的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)只是初步形成，網(wǎng)絡(luò)吸引的客流量呈現(xiàn)快速增加的態(tài)勢。而像北京城市軌道交通路網(wǎng)已成規(guī)模，本文以北京市部分線網(wǎng)月客流為例進行分析。

由圖3、圖4可以看出，年初各條線網(wǎng)客流量均會呈現(xiàn)出明顯下降的特點，而后月客流量處于平緩波動，在7月又有明顯上漲趨勢。從2013～2015年各線網(wǎng)同月份數(shù)據(jù)對比來看，客流量呈逐年增加趨勢。

2 網(wǎng)絡(luò)化條件下城市軌道交通客流空間特征分析

在空間分布上，主要分析路網(wǎng)中各線路客流特征、高峰斷面客流特征及進出站客流特征。

2.1 線網(wǎng)客流分布特征分析

在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中，由于各線路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)位置、輻射范圍、沿線交通走廊等方面各不相同，因此不同線路的客流量不同，甚至差異很大，網(wǎng)絡(luò)客流分布呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，以北京市為例進行分析。截至2016年12月31日，北京地鐵共有19條運營線路（包括18條地鐵線路和1條機場軌道），組成覆蓋北京市11個市轄區(qū)，擁有345座運營車站（換乘車站重復(fù)計算，不重復(fù)計算換乘車站則為288座車站）、總長574千米運營線路的軌道交通系統(tǒng)[3]（如表1、圖5所示）。

從圖6中2014年北京市軌道交通部分線網(wǎng)全日客流量分布情況可以看出：（1）穿越城市中心區(qū)域的線路客流量明顯高于郊區(qū)線路客流量，如1、5、6號線；（2）在路網(wǎng)中，與中心區(qū)線網(wǎng)相連接的線路客流量明顯高于未連接線網(wǎng)的線路客流量，如未連接中心區(qū)線網(wǎng)的八通線、房山線等；（3）特殊用途線路（如機場線）客流量較小[1]；（4）路網(wǎng)中的環(huán)形線路全日客流量高于大部分放射線，如線網(wǎng)中的2、10號環(huán)形線路。主要由于環(huán)線連接路網(wǎng)中的各個放射線，且環(huán)線通過城市主要活動區(qū)域，通達性較好，為乘客換乘提供便利，因此環(huán)線承擔客流量較高。

2.2 斷面客流分布特征分析

斷面客流量是指在單位時間內(nèi)，沿同一方向通過軌道交通線路某斷面的乘客數(shù)量，即通過該斷面所在區(qū)間的客流量，分為上行斷面客流量和下行斷面客流量。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進程中，隨著新線的開通，可能導(dǎo)致路網(wǎng)中原有線路斷面客流分布形態(tài)、最大斷面客流量的變化。而實際影響高峰小時最大斷面客流量對應(yīng)的是其高峰小時系數(shù)。

通過剖析東京、大阪、上海城市軌道交通的高峰小時最大客流斷面高峰系數(shù)：（1）東京、大阪城市軌道交通近階段系數(shù)值基本在20%～35%，部分線路曾經(jīng)超過40%；上海系數(shù)值基本在20%～24%，相對較小，仍應(yīng)處于增長狀態(tài)中；（2）連接多個商業(yè)中心的線路系數(shù)值較小，其非高峰時期的商務(wù)客流量較大；（3）斷面前有連接城市軌道交通換乘站的系數(shù)值較小，斷面前的換乘站從一定程度上可能改變斷面客流；（4）城市軌道交通線網(wǎng)密度較小處斷面系數(shù)值較大，在線網(wǎng)基本構(gòu)成后有所緩解；（5）位于進入市中心第一個換乘點的斷面系數(shù)值較大，高峰時在此斷面聚集了大量的客流；（6）線路延伸、環(huán)線貫通，高峰時段列車及全日列車運行調(diào)整，可能改變系數(shù)值[4]。

由此可見，網(wǎng)絡(luò)化進程中，斷面客流會隨著線網(wǎng)規(guī)模的擴大而增加，而后趨于穩(wěn)定，且路網(wǎng)中換乘車站的增加會改變線網(wǎng)斷面客流分布形態(tài)。

2.3 進出站客流分布特征分析

線網(wǎng)中各車站進出站客流量與車站性質(zhì)、車站所處區(qū)位及時間等因素有關(guān)。在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進程中，線網(wǎng)中各站日均進站量尤其是早晚高峰進站量通常會有所增加，但高峰小時進站量占全日進站量的比例會發(fā)生變化，且早晚高峰變化規(guī)律并不相同[5]。

車站性質(zhì)的不同會導(dǎo)致進出站客流分布的不同，如可以將城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中車站劃分為六種類型，主要包括居住區(qū)車站、辦公區(qū)車站、居住辦公組團車站、商業(yè)區(qū)車站、站場區(qū)車站、樞紐區(qū)車站[1]。由于車站用地類型不同，進站客流的規(guī)模和時間分布，特別是工作日與周末的客流特征存在較大差異，商業(yè)及文體景區(qū)類、對外樞紐類、高校類等車站周末進站量高于工作日，且決定車站規(guī)模的進站客流最大時段并非全部發(fā)生于工作日[1，6]。

以北京為例，4號線進、出站客流量較大的站點有中關(guān)村、動物園、西直門及北京南站，與站點周邊地區(qū)承載的用地功能有關(guān)系。例如，中關(guān)村及動物園的商業(yè)客流量較大，西直門及北京南站的樞紐功能使其往返于城區(qū)與郊區(qū)的客流量或長途客流量較大[7]。

同一線路上車站所處區(qū)位的不同，各車站進出站客流峰值時間點會有較大差異。北京地鐵1號線為例，車站的早高峰時間隨區(qū)位有所不同，如四環(huán)以內(nèi)高峰時間為8：00～9：00，四環(huán)至五環(huán)高峰時間為7：00～8：30，五環(huán)外為7：00～8：00；四環(huán)以內(nèi)在高峰前的1h產(chǎn)生客流激增的現(xiàn)象，并隨著高峰小時結(jié)束而迅速下降到某一恒定的客流量范圍直至晚高峰開始。四環(huán)以外，客流變化相對平緩；晚高峰中，高峰客流峰值明顯小于早高峰，高峰時間延長。而5號線客流總體狀態(tài)呈雙峰型，具有明顯的潮汐現(xiàn)象[8]。

從車站性質(zhì)、區(qū)位等進行分析，不同性質(zhì)、不同區(qū)位的車站進出站客流早晚高峰規(guī)律不同，商業(yè)性、樞紐性車站非工作日客流量較大，而辦公區(qū)車站工作日客流較大；總體來說，通勤客流對高峰時段的影響最大。

3 網(wǎng)絡(luò)化條件下城市軌道交通客流強度特征分析

客流是指單位時間內(nèi)，軌道交通線路上一定方向（上行或下行）的乘客流動人數(shù)。它指明了乘客的數(shù)量和所對應(yīng)乘客移動的方向[9]。城市軌道交通客流強度是指軌道交通網(wǎng)絡(luò)或線路每公里每H平均承擔的客運量，是反映軌道交通線網(wǎng)運營效率和經(jīng)濟效益的一個重要指標[10]。

K=P/L

式中：K為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流強度（萬人次/（km/日））；P為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)日客運量（萬人次/日）；L為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)總長度（km）。

以北京、上海為例，可以看出，在網(wǎng)絡(luò)化過程中，路網(wǎng)中每增加線路對客運強度有一定的緩解作用；但隨著時間的增加，這種緩解作用逐漸消失，并且呈現(xiàn)出客流強度總體增加的趨勢（如圖7、圖8所示）。