重慶主城區(qū)軌道交通客流 時空特征分析

吳祥國，張建嵩，高志剛，余梓冬，于海勇，陳 康

（1.重慶市交通規(guī)劃研究院 交通信息中心，重慶 401147；2.重慶市交通規(guī)劃研究院，重慶 401147）

重慶主城區(qū)城市空間結(jié)構(gòu)為“一城五片、多中心組團(tuán)式”[1]，是山地城市的典型代表。國內(nèi)部分學(xué)者研究分析了軌道交通客流的出行特征，但主要集中于北上廣深及成都、武漢、鄭州等平原城市。劉劍鋒等[2]系統(tǒng)介紹了北上廣深截止到2012年底的客流指標(biāo)特征及其成長規(guī)律。張錚等[3]分析了成都市2010—2016年的客流變化特征和成長規(guī)律。王冠等[4]量化分析了武漢市截止到2016年底的軌道客流時空分布特征。尤勍等[5]基于AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析了鄭州市截止到2018年的客流特征。有關(guān)山地城市軌道交通客流特征的研究成果相對較少，吳祥國等[6-7]研究了重慶主城區(qū)截止到2017年底的軌道客流成長規(guī)律及軌道交通客流的時間變化特性與影響因素?？傮w而言，缺乏對山地多中心組團(tuán)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)、線路、站點(diǎn)客流特征以及軌道交通客流時空特征的系統(tǒng)性研究成果。

1 重慶主城區(qū)軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀

重慶主城區(qū)具有典型的山地多中心組團(tuán)特征，受四山、兩江自然阻隔，主城區(qū)分為中部、北部、南部、西部、東部5大片區(qū)，共21個城市組團(tuán)，以片區(qū)為格局有機(jī)組織城市人口和功能，各片區(qū)具有相當(dāng)?shù)娜丝谝?guī)模，城市功能完善，既相對獨(dú)立，又彼此聯(lián)系，相互協(xié)調(diào)發(fā)展。中部片區(qū)為中梁山以東，銅鑼山以西，長江和嘉陵江環(huán)抱的區(qū)域；北部片區(qū)為嘉陵江、長江以北區(qū)域；南部片區(qū)為銅鑼山以西，長江以南和以東的區(qū)域；西部片區(qū)為縉云山和中梁山之間的區(qū)域；東部片區(qū)為銅鑼山和明月山之間的區(qū)域。截止到2019年底，主城區(qū)常住人口884萬，人口密度1.3萬人/km2，城市人口崗位主要集中于中部槽谷的5大核心組團(tuán)(渝中、觀音橋、南坪、沙坪壩和大楊石)，占比約為主城區(qū)50%。

截止到2019年底，主城區(qū)共計(jì)開通運(yùn)營8條軌道交通線路，已基本形成“環(huán)線+放射”形態(tài)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了主城各行政區(qū)均有軌道覆蓋。軌道線網(wǎng)總長度329 km，車站190座(含換乘站20座)，日均客運(yùn)量302.2萬人，客流強(qiáng)度0.97萬人/km，平均乘距12.9 km。主城區(qū)現(xiàn)狀軌道線網(wǎng)客流指標(biāo)如表1所示，客流時空特征包括時間分布和空間分布2個方面，針對這2個方面以下分別從線網(wǎng)、線路、站點(diǎn)3個角度展開分析。

2 客流時間分布特征分析

2.1 線網(wǎng)客流時間分布特征

分析居民出行調(diào)查與軌道閘機(jī)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)軌道線網(wǎng)客流均具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，且早高峰小時系數(shù)均大于晚高峰系數(shù)，主城區(qū)軌道線網(wǎng)客流出行時間分布如圖1所示。

軌道早高峰時段出發(fā)與到達(dá)的時刻相差1 h，與軌道平均出行時耗59.8 min (其中兩端接駁時耗21.8 min)基本一致。早晚高峰的進(jìn)出站時段均相差30 min，與居民調(diào)查的軌道車內(nèi)出行時間38 min基本相符，調(diào)查的早晚高峰小時系數(shù)均大于軌道進(jìn)出站系數(shù)，這些差異與居民調(diào)查存在兩端接駁時間，且調(diào)查回饋時間較為模糊且集中有關(guān)。

與北京、廣州、鄭州等平原城市10% ~ 13%的早高峰小時系數(shù)相比，重慶主城區(qū)出行時段集中度更高，這與山地城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較低、服務(wù)業(yè)相對落后、彈性出行相對較少有一定的關(guān)系。

2.2 線路客流時間分布特征

主城區(qū)軌道線路與線網(wǎng)客流出行時間分布特征基本一致，具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，主城區(qū)軌道線路客流出行時間分布如圖2所示。按照軌道出站時間分析線路出行時間分布特征，早高峰小時系數(shù)大的線路，其晚高峰小時系數(shù)也較大。

圖1 主城區(qū)軌道線網(wǎng)客流出行時間分布Fig.1 Passenger-flow time distribution of the rail transit network in main urban areas

圖2 主城區(qū)軌道線路客流出行時間分布Fig.2 Passenger-flow time distribution of rail transit lines in main urban areas

軌道線路高峰小時系數(shù)的大小與線路區(qū)位、沿線用地性質(zhì)及用地開發(fā)成熟度存在較大的關(guān)系。其中，軌道環(huán)線地處主城核心邊緣區(qū)域，軌道4號線、5號線開通段大部分位于主城外圍區(qū)域，由于軌道環(huán)線、4號線、5號線、6號線(含國博線) 均串聯(lián)了大量外圍待開發(fā)區(qū)域，沿線用地以居住、辦公為主且開發(fā)成熟度低，造成通勤出行比例高，高峰小時系數(shù)明顯高于其他線路。軌道1號線、2號線和3號線開通時間較早，串聯(lián)了主城區(qū)重要的居住、商務(wù)和辦公區(qū)域，其外圍區(qū)域的開發(fā)也日趨成熟，是主城區(qū)的重要客流走廊，出行目的較為豐富，彈性出行比例相對較高，高峰小時系數(shù)則相對較低。

2.3 站點(diǎn)客流時間分布特征

軌道站點(diǎn)的客流時間分布特征與站點(diǎn)的性質(zhì)、區(qū)位、周邊用地類型及開發(fā)強(qiáng)度等具有較大關(guān)系，采用部分典型站點(diǎn)的出行時間分布特征進(jìn)行分析。

客流時間分布特征分析如下：①軌道站點(diǎn)性質(zhì)為對外交通樞紐，其時間分布主要受機(jī)場、火車站等對外交通樞紐的運(yùn)輸組織(到發(fā)量與到發(fā)時刻表)影響，如重慶北站客流時間分布均為無峰型，高峰小時系數(shù)不超過10%；②軌道站點(diǎn)周邊用地為居住型，則早高峰以進(jìn)站客流為主，晚高峰以出站客流為主，如華新街站客流時間分布為高低峰型，早高峰進(jìn)站高峰系數(shù)為21.2%，晚高峰出站系數(shù)為15.9%；③軌道站點(diǎn)周邊用地為居住型且處于城市外圍區(qū)域，則早高峰出行時刻相對提前且客流時間分布為單峰型，如回興站早高峰進(jìn)站提前了約1 h，早高峰進(jìn)站高峰系數(shù)為20.9%，晚高峰出站高峰系數(shù)為18.0%；④軌道站點(diǎn)周邊用地為商務(wù)辦公型，則早高峰主要以出站客流為主，晚高峰以進(jìn)站客流為主，如觀音橋站客流時間分布也為高低峰型，早高峰出站高峰系數(shù)為14.8%，晚高峰進(jìn)站高峰系數(shù)為12.8%；⑤軌道站點(diǎn)周邊用地為混合型，居住與商務(wù)辦公用地相對均衡，則具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，如石橋鋪站進(jìn)出站客流時間分布均為雙峰型，早晚高峰系數(shù)在11.8% ~ 14.5%之間。

3 客流空間分布特征分析

3.1 線網(wǎng)客流空間分布特征

3.1.1 主城區(qū)機(jī)動化和軌道交通出行分布

因城市發(fā)展階段不同，不同組團(tuán)的人口崗位集聚程度存在較大的差異，主城區(qū)機(jī)動化出行和軌道交通出行也存在較大的空間不均衡特征。

主城區(qū)機(jī)動化出行分布如圖3所示。核心區(qū)域5大組團(tuán)突破了兩江阻隔連片發(fā)展，存在較大的組團(tuán)內(nèi)部和組團(tuán)間機(jī)動化出行；中部槽谷形成了南北向的客流主走廊和次級走廊，突破兩山向東西部槽谷發(fā)展形成了東西向客流主走廊；依托成熟發(fā)展區(qū)域，逐步形成了部分相鄰組團(tuán)走廊。主城區(qū)軌道交通基本支撐了機(jī)動化出行的客流主走廊，核心區(qū)域5大組團(tuán)區(qū)域內(nèi)部的軌道出行量占主城區(qū)軌道出行量的55%，與5大組團(tuán)相關(guān)的出行量占比80%。

圖3 主城區(qū)機(jī)動化出行分布Fig.3 Motorized trip distribution in main urban areas

與平原城市相比，重慶主城區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流存在相同的強(qiáng)中心特征，即中心輻射外圍區(qū)域。但重慶主城區(qū)的山地多中心組團(tuán)特征導(dǎo)致軌道客流服務(wù)中心分散布局在核心區(qū)域的5大組團(tuán)。這與平原城市同心圓式的單中心外圍輻射存在顯著的不同，表現(xiàn)在出行距離方面的特征為山地多中心組團(tuán)城市明顯較低，如重慶主城區(qū)軌道平均出行距離12.9 km，明顯低于北京、上海等平原城市 15 ~ 17 km的出行距離。

3.1.2 軌道網(wǎng)絡(luò)斷面客流空間分布

主城區(qū)軌道線網(wǎng)全日斷面流量如圖4所示，斷面客流存在核心區(qū)域大、外圍區(qū)域小的特征。軌道1號線、2號線、3號線和6號線發(fā)展相對成熟，客流量級較大，對于緩解核心區(qū)域交通擁堵發(fā)揮了關(guān)鍵作用。因環(huán)線、5號線和10號線尚未全線開通，且開通時間僅1 ~ 2年，雖位于核心區(qū)域但客流量級并不高。軌道2號線、3號線、4號線、6號線、10號線外圍區(qū)域的沿線用地開發(fā)緩慢，客流量級水平也較低。除外圍接駁型線路外，軌道線路全日斷面客流均呈現(xiàn)典型的紡錘形特征且雙向客流均衡，兩頭細(xì)中間粗，特別在重要的商圈、商務(wù)辦公區(qū)域、大型聚居區(qū)及換乘站點(diǎn)附近形成較大的斷面升降，如觀音橋、光電園和兩路口。

圖4 主城區(qū)軌道線網(wǎng)全日斷面流量Fig.4 Full-day cross-section flow of the rail transit network in main urban areas

主城區(qū)軌道線網(wǎng)早高峰斷面客流呈現(xiàn)典型的潮汐性和向心型特征，雙向高峰小時斷面不均衡且除外圍接駁線外高峰小時高斷面區(qū)間均出現(xiàn)在核心區(qū)域。不考慮外圍接駁線路，各線路方向不均衡系 數(shù)[10]在1.02 (6號線) ~ 1.39 (2號線)之間，其中2號線高峰小時高方向高斷面是低方向高斷面的2.3倍，低于北京、鄭州等平原城市軌道線路3 ~ 4倍的差距。各線路高峰小時高斷面分布在0.18萬人/h (4號線) ~ 3.58萬人/h (3號線)之間，低于北京、上海等平原城市軌道線路高峰小時高斷面4萬人/h ~ 6萬人/h的量級水平。而在軌道1號線高廟村—兩路口、2號線馬王場—牛角沱、3號線銅元局—嘉州段和6號線光電園—紅旗河溝的高峰時段仍然存在常態(tài)化擁擠現(xiàn)象，平均立席密度超過5人/m2，其中3號線斷面滿載率最高可達(dá)139%，平均立席密度達(dá)到7人/m2，基本達(dá)到北京部分擁擠線路滿載水平。

3.2 線路客流空間分布特征

（1）軌道線路斷面客流形態(tài)特征。軌道線路客流的空間分布特征與線路開通年限、區(qū)位、串聯(lián)區(qū)域及其沿線用地的開發(fā)強(qiáng)度和成熟度存在較大的關(guān)聯(lián)。總體上，主城區(qū)軌道線路全日斷面客流形態(tài)分為以下幾種類型：①線路一端在外圍發(fā)展區(qū)域一端在核心區(qū)域，斷面客流呈偏核心區(qū)域的紡錘形態(tài)，如軌道1號線、2號線、5號線和10號線。②線路兩端均在外圍發(fā)展區(qū)域，中途穿越城市核心區(qū)域，斷面客流呈紡錘形態(tài)，如軌道3號線、6號線。③軌道環(huán)線雖地處核心區(qū)域但尚未全線貫通且開通時間較短，仍然呈現(xiàn)紡錘形態(tài)。④軌道3號線延伸線和6號線國博線均位于城市外圍區(qū)域，斷面客流呈自外圍向核心區(qū)域方向持續(xù)增加的態(tài)勢。

（2）軌道線路方向和斷面不均衡性。軌道線路早高峰上下行方向存在方向不均衡特征，全日與早高峰斷面客流也存在明顯的斷面不均衡現(xiàn)象，但線路方向不均衡系數(shù)與斷面不均衡系數(shù)[8]之間并無明顯的關(guān)聯(lián)性，主城區(qū)軌道線路方向和斷面不均衡系數(shù)如圖5所示。從方向不均衡性來看，國博線地處外圍開發(fā)區(qū)域，早高峰主要向6號線喂給客流，方向不均衡系數(shù)高達(dá)1.58；軌道2號線進(jìn)入渝中區(qū)之后沿嘉陵江邊進(jìn)入解放碑，存在較多單邊服務(wù)區(qū)域，方向不均衡系數(shù)高達(dá)1.39；而6號線途徑區(qū)域沿線職住相對均衡，方向不均衡系數(shù)僅為1.02。從斷面不均衡性來看，各線路全日和早高峰變化趨勢基本一致。軌道3號線、6號線、10號線途經(jīng)核心區(qū)域的高斷面與外圍較長的待開發(fā)區(qū)域線路斷面存在較大的差異，斷面不均衡系數(shù)處于較高水平；1號線核心區(qū)與外圍區(qū)線路長度差距不大且斷面客流緩慢積累，斷面不均衡系數(shù)處于相對較低的水平；國博線和北延伸線線路長度較短，斷面客流緩慢積累，斷面不均衡系數(shù)最低，僅在1.4左右?？傊?，線路的方向不均衡系數(shù)和斷面不均衡系數(shù)均對線路的運(yùn)營組織產(chǎn)生較大的影響。

圖5 主城區(qū)軌道線路方向和斷面不均衡系數(shù)Fig.5 Directional and cross-section non-equilibrium coefficients of rail transit lines in main urban areas

3.3 站點(diǎn)客流空間分布特征

軌道站點(diǎn)區(qū)位、性質(zhì)、周邊用地類型、開發(fā)強(qiáng)度、開發(fā)成熟度等因素決定了軌道站點(diǎn)客流的空間分布特征，主要體現(xiàn)在軌道全日與早高峰的進(jìn)出站以及換乘客流方面，主城區(qū)軌道站點(diǎn)全日進(jìn)出站客流如圖6所示，主城區(qū)軌道站點(diǎn)進(jìn)出站客流比如圖7所示。

圖6 主城區(qū)軌道站點(diǎn)全日進(jìn)出站客流Fig.6 Inbound and outbound passenger flow at rail stations in main urban areas

圖7 主城區(qū)軌道站點(diǎn)進(jìn)出站客流比Fig.7 Ratio between inbound and outbound passenger flows at rail stations in main urban areas

（1）不同區(qū)域進(jìn)出站客流差異懸殊，主要集中于中部核心區(qū)域。少數(shù)軌道站點(diǎn)占據(jù)大量客流，主城區(qū)五大組團(tuán)40%的軌道站點(diǎn)承擔(dān)了高達(dá)60%的進(jìn)出站客流。軌道站點(diǎn)日均進(jìn)/出站1.27萬人，客流規(guī)模最大值與最小值相差150 ~ 160倍，早高峰在220 ~ 1 190倍。同時，早高峰站點(diǎn)進(jìn)出站客流比(進(jìn)站客流/出站客流)明顯與全日不同，早高峰浮動區(qū)間為0.04 ~ 4.42，異常高值為9.15，差異較大；而全日僅為0.74 ~ 1.27，較為均衡。

（2）換乘客流規(guī)模大，主要集中于部分換乘站點(diǎn)。軌道換乘系數(shù)高達(dá)1.49，換乘客流主要集中于兩路口、紅旗河溝、牛角沱、小什字、重慶北站南廣場、冉家壩和大坪站，占比高達(dá)78%。以兩路口站為例，日均換乘客流18.5萬人(與北京換乘第3位的東直門站客流量級一致)，早高峰2.6萬人；其中，全日換乘客流為進(jìn)站客流的4.5倍，早高峰時段高達(dá)7.5倍。

（3）站點(diǎn)接駁主要以步行為主。軌道交通作為城市的集約骨干交通系統(tǒng)，線路站間距較大，難以做到門到門服務(wù)，必須與其他交通方式有效銜接才能發(fā)揮作用。與平原城市不同，山地城市自行車出行比例幾乎可以忽略不計(jì)，步行成為山地城市軌道交通的主要接駁方式，其中軌道進(jìn)站步行接駁比例82.3%，出站步行接駁比例86.5%，遠(yuǎn)高于北京、廣州等平原城市60% ~ 70%的步行接駁比例。

4 結(jié)束語

與平原城市進(jìn)行對比，研究山地組團(tuán)城市軌道交通系統(tǒng)的時空客流特征，對于指導(dǎo)山地組團(tuán)城市軌道交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營管理以及出臺相關(guān)交通政策具有重要的指導(dǎo)意義。結(jié)合重慶主城區(qū)的軌道客流時空出行特征，從目前核心區(qū)客流擁擠程度看，應(yīng)加快在建軌道交通線路的建設(shè)進(jìn)程，特別是核心區(qū)域的軌道環(huán)線全線貫通運(yùn)營，從而達(dá)到疏解核心區(qū)域人口崗位，有效緩解交通擁堵的目標(biāo)；從部分線路的斷面不均衡系數(shù)較高看，應(yīng)加快外圍線路沿線用地的開發(fā)進(jìn)程，盡早完善商業(yè)、教育、醫(yī)療等配套服務(wù)設(shè)施，從而提高軌道交通的客流效益；通過研究出臺山地城市軌道交通TOD發(fā)展相關(guān)導(dǎo)則、規(guī)范和政策，引導(dǎo)軌道交通與城市空間耦合發(fā)展，改善軌道站點(diǎn)步行接駁環(huán)境，可以提高軌道交通的可達(dá)性及吸引力，真正最大化軌道交通的整體效益。