（交通运输规划与管理专业论文）城市轨道交通客流特征分析.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 城市轨道交通项目，是一个城市最大的基础设施建设之一，是一个涉及 面广、综合性很强的系统工程。它的建设是城市发展进程中的百年大计，对 城市发展模式和人民生产生活都将产生深远的影响。因此，怎样做好城市轨 道交通客流特征分析，进而为城市的轨道交通规划创造良好条件；以及轨道 交通项目按规划建成后，如何有效发挥城市轨道交通的整体效益，能否促进 沿线土地的有效开发利用，都是当前亟待探索解决的重大问题。 论文主要从运营阶段和规划阶段两个方面来进行客流特征分析。 首先运营阶段客流分析的基础是客流调查，论文整合了现有的运营客流 分析的相关研究成果，在此基础上提炼出相应的数据分析指标，得出运营阶 段轨道交通客流的时间分布特征、空间分布特征、站台候车旅客分布和换乘 客流特点。 规划阶段客流特征分析是本论文的重点。其分析过程以客流预测为基础， 对城市轨道交通客流产生机理进行了比较详尽的分析，介绍了城市轨道交通 客流预测的阶段划分和不同的预测模式，对集计模型和非集计模型两类模型 进行了预测方法上的比较，并就目前城市轨道交通客流预测方面所存在的问 题进行了分析，引入了换乘客流的预测方法，最后结合实际项目介绍了四阶 段法在城市轨道交通客流预测中的应用。对于预测结果的分析，论文介绍了 相应的分析指标，并从运量走势分析、客流时空分布对客流状态进行了分析， 最后重点分析了高峰时段的出行结构，结合该时段的公交运营特性对比分析 了高峰时段的城市轨道交通与常规公交对出行者的吸引力差异。从大公交系 统内部和外部分析城市轨道交通客流影响因素，在此基础上着重从线网结构 变化、票价因素、运营服务水平、社会经济用地影响四个大的方面对城市轨 道交通客流敏感性进行分析。论文还从多方面剖析了预测结果可靠性较差可 能存在的原因，并尝试引入置信度和置信区间的概念，采用数据评估程序， 对可能产生的数据输入偏差和预测模型的畸变系数进行评估，修正原预测结 果，以期达到提高预测结果可靠度的目的。最后论文以西安市为背景，进行 了城市轨道交通客流特征实例分析。 论文在大量整合已有研究成果的基础上，提出了一些个人的见解：分析 了高峰时段的出行结构，并对高峰时段城市轨道交通与常规公交的运营特点 以及对出行者的吸引力差异进行了对比分析；结合客流敏感性的影响因素， 综合分析了城市轨道交通客流预测结果偏差较大的主要原因，并初步尝试采 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 用数据评估程序，对可能产生的数据输入偏差和预测模型的畸变系数进行评 估，以提高预测结果可靠度。 以上的研究内容以期为城市轨道交通规划与运营提供一定的参考。 关键词：城市轨道交通；客流预测：客流特征：客流分析 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l i 页 a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no fu r b a nr a i lt r a n s i ti sc o m p r e h e n s i v es y s t e me n g i n e e r i n ga n d i so n eo ft h em o s ts i g n i f i c a n ti n f r a s t r u c t u r e si nt h ec i t y , w h i c hh a sg r e a ti n f l u e n c e o nt h ed e v e l o p m e n to ft h ec i t ya n dt h ei n h a b i t a n t s d a i l yl i v e s t h ea n a l y s i so f u r b a nr a i lt r a n s i tp a s s e n g e rf l o ww i l lb e n e f i ti t sp l a n n i n g ，o p e r a t i o na n ds p e e du p t h ed e v e l o p m e n to f t h el a n dn e a rb y t h ea n a l y s i sp r o c e s si sf o c u s e do nt h eo p e r a t i o np h a s ea n dp l a n n i n gp h a s e f i r s to fa l l ，t h ep a s s e n g e rs u r v e yi st h eb a s i so ft h ea n a l y s i si nt h eo p e r a t i o n p h a s e t h ep a p e ri n t e g r a t e dt h ee x i s t i n gr e s e a r c h e st h a t a r er e l a t e dt ot h e o p e r a t i o n a lp a s s e n g e rf l o w , b a s e do nw h i c ht h et i m e - s p a c ed i s t r i b u t i o n ，t h e w a i t i n gp a s s e n g e rd i s t r i b u t i o no nt h ep l a t f o r ma n dt h et r a n s f e rp a s s e n g e r d i s t r i b u t i o no f u r b a nr a i lt r a n s i ta r ep r o v i d e d t h ep a s s e n g e rf l o wa n a l y s i si nt h ep l a n n i n gp h a s ei st h ec o r eo ft h et h e s i s w h i c hi sb a s e do nt h ep a s s e n g e rf l o wf o r e c a s t t h ef o r e c a s t i n gp r o c e s si sd i v i d e d i n t os e v e r a lp a r t s ：t h ed e t a i l e dn a r r a t i o no nt h em e c h a n i s mf o rt h eu r b a nr a i l t r a n s i tp a s s e n g e rf l o w sg e n e r a t i o n ，t h ed i v i s i o no ft h ef o r e c a s t i n gp h a s e s ，t h e d i f f e r e n tf o r e c a s t i n gm o d e ，t h ec o m p a r i s o nb e t w e e na g g r e g a t ea n dd i s a g g r e g a t e m o d e l ，t h ee x i s t i n gp r o b l e m sa b o u tf o r e c a s t ，t h ei n t r o d u c t i o no ft r a n s f e rf l o w f o r e c a s tm e t h o da n dt h ea p p l i c a t i o no f f o u r - s t e p m e t h o di nt h eu r b a nr a i lt r a n s i t p a s s e n g e rf o r e c a s t a c c o r d i n g t ot h e a n a l y s i s o ft h ef o r e c a s tr e s u l t s ，t h e e v a l u a t i o ni n d i c e s ，t h ep a s s e n g e rv o l u m et r e n da n di t st i m e s p a c ed i s t r i b u t i o na r e p r o v i d e d ，t h ep a s s e n g e rs t r u c t u r ei n t h ep e a kh o u ra n dt h ed i f f e r e n to p e r a t i o n c h a r a c t e r sb e t w e e nt h eb u s e sa n dm e t r o sa r ea l s oa n a l y z e d t h ep a s s e n g e rf l o w s e n s i t i v ea n a l y s i si sb a s e do nt h ei n n e ra n do u t e rf a c t o r si nt h ep u b l i ct r a n s i ta n d i sf r o mf o u rf a c e t s ：t h ec h a n g eo fn e t w o r k ，t h ef a r e ，t h es e r v i c e s ，a n dt h e s o c i o e c o n o m i ca n dl a n d - u s ec a u s e s t h et h e s i se x p l a i n st h er e a s o n sf o rt h ep o o r f o r e c a s tr e s u l t s r e l i a b i l i t y , a n db r i n g si nt h ee v a l u a t i o np r o c e d u r et h a tb a s e do n n o t i o n o fd e g r e eo f c o n f i d e n c ea n di n t e r v a lo fc o n f i d e n c et om o d i f yt h ef o r e c a s t r e s u l t sa n di m p r o v et h er e l i a b i l i t y a tl a s t ，t h et h e s i se n d s w i t ht h ep a s s e n g e rf l o w a n a l y t i c a le x a m p l eo f x i a l lc i t y b a s e do nt h ei n t e g r a t i o no fe x i s t i n gr e s e a r c h e s ，s o m en e ws i g h t so nt h eu r b a n r a i lt r a n s i tp a s s e n g e rf l o wa r ea sf o l l o w s ：t h ep a s s e n g e rs t r u c t u r ei nt h ep e a kh o u r , 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 t h ed i f f e r e n to p e r a t i o nc h a r a c t e r sa n da t t r a c t i o nb e t w e e nb u s e sa n dm e t r o s ，t h e r e a s o n 5f o rt h ep o o rf o r e c a s tr e s u l t s r e l i a b i l i t y , a n dt h ee v a l u a t i o np r o c e d u r et h a t b a s e do nn o t i o no fd e g r e eo fc o n f i d e n c ea n di n t e r v a lo fc o n f i d e n c ew h i c hc o u l d m o d i f yt h ei n p u td a t aa n dc o e f f i c i e n ta n di m p r o v et h ef o r e c a s t i n gr e l i a b i l i t y a l lt h ea b o v ei ss u p p o s e dt oa s s i s tt h ep l a n n i n ga n do p e r a t i o nm a n a g e m e n tf o r t h eu r b a nr a i 】t r a n s i t k e y w o r d s ：u r b a nr a i lt r a n s i t ；p a s s e n g e rf l o wf o r e c a s t ； p a s s e n g e rf l o wc h a r a c t e r i s t i c s ；p a s s e n g e rf l o wa n a l y s i s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 改革开放以来，我国经济建设飞速发展，城市化进程逐步加快，城市人 口急剧增加，大量流动人口进入城市，人员出行和物资交流频繁，城市交通 面形势严峻。当前，全国大中城市普遍存在着道路拥堵、交通秩序混乱的现 象，如何解决城市交通问题已成为全社会关注的热点。 我国人口众多，目前1 0 0 万人口以上的大城市已发展到3 4 个，而5 0 1 0 0 万人口之间的大城市也达到4 3 个【l 】。我国城市的公共交通，绝大多数还是采 用传统的运量不大的公共汽车而现代城市在一天的客运高峰期间，旅客高 度集中、流向大致相同的客流现象已很普遍，低运量的交通工具已不能满足 居民出行的需要j 。 城市交通是保持城市活力最主要的基础设施之一，是城市生活的动脉。 发展多层次、立体化、智能化的现代化交通体系，将是城市建设发展追求的 目标。而发展大、中、低客运量相互匹配的多种形式相结合的综合交通体系， 将是实现上述目标的重要措施。 为了改善城市交通紧张的局面，不是仅靠拓宽道路就能解决问题的。现 代城市需要有一个与其现代化生活相适应的现代化交通体系，要形成一个与 城市发展布局高度协调的综合交通格局，把长远规划目标同近期调整改善结 合起来应做好与城市交通量基本相适应的道路网络系统，逐步改善常规公 共交通的服务质量，有机地配合综合交通规划，拓展空间利用条件，重点发 展以轨道交通为骨干的公共交通网络，积极引入具有大、中客运量的地铁和 轻轨交通方式唧。 随着城市建设的迅猛发展，我国许多大城市都纷纷筹划修建大、中运量 的地铁或轻轨交通项目已有2 0 多个大城市不断投入大量人力物力，进行了 不同程度的轨道交通项目建设前期工作和可行性研究，但在项目选型、系统 规模和建设标准等方面，都还存在着一定问题f 4 】随着经济的发展，计划修 建轨道交通的城市将越来越多。因此，需要提出一些导向性的建设方针政策， 做到宏观调控更有科学依据，使各地的建设单位和咨询设计部门对城市轨道 交通的发展目标和要求都能建立在一个相对统一认识的基础上，避免在强调 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 建设必要性的同时，出现建设标准导向失误的不良后果 因此，怎样做好城市轨道交通客流特征分析，进而为城市的轨道交通规 划创造条件，以及轨道交通项目按规划建成后，如何有效发挥城市轨道交通 的整体效益，能否促进沿线土地的有效开发，这些都是当前需要解决的重大 问题。 1 2 国内外研究动态 1 2 1 国内研究动态 在查阅大量的相关参考资料的基础上，可将国内城市轨道交通客流预测 分析的研究分为以下四个方面： 1 、运营客流状况分析类 上海地铁一号线在1 9 9 5 年4 月l o 日全线试通车运营。徐立国就当初上 海地铁一号线通车前的客流预测做出分析，并对试通车以来的分级票价管理 的利弊进行探讨【8 】。伍敏介绍了上海地铁1 号线目前的运营状况，并分析预 测了客流增长情况及发展趋势，剖析了运能紧张的状况并就应对措施进行了 探讨【9 1 。徐瑞华以上海轨道交通明珠线为背景，分析了上海轨道交通明珠线 的线路结构，在既有客流预测数据基础上，利用o d 矩阵推算方法分析了环 线网络的客流特点，提出了可能的共线运营方案，并分析了各个方案的优缺 点和适用条件f l “。周准，王如路根据上海地铁一号线历年运营客流数据对客 流变化规律进行了深入研究，并就影响客流量的主要因素进行了分析l l l l 2 、意见、建议类 梁青槐在城市轨道交通客流预测问题分析及建议中提出目前我国城 市轨道交通客流预测中，普遍存在着规划阶段的预测结果与运营之后的实际 客流有较大差异、实际客流远小于远期预侧客流、不同机构预侧的客流量离 散性较大的问题。在分析问题原因的基础上，提出了建立完整的城市轨道交 通客流预测体系、加强城市交通基础数据调查等改善城市轨道交通客流预测 的一些建议【1 2 j 。康拥政针对当前城市轨道交通规划客流预测中存在的问题， 分析了目前主流预测模型理论及影响预测精度的原因，对城市轨道交通客流 预测进行了深层次的思考【1 4 j 。马林指出我国城市正处于城市化起步阶段，城 市形态、土地使用和人口状况都处于不稳定状态，这使客流预测面临着极大 的困难。并提出在探讨客流预测问题时，应该重视四个方面的问题：城市轨 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 道交通系统与城市土地使用模式的关系；城市轨道交通系统与其他交通方式 的关系；客流预测中票价因素的影响；轨道交通网络客流分析与线路客流分 析的关系 16 1 。 3 、改进预测方法类 在客流预测方法的改进方面，近年来产生了大量的研究成果，主要是对 传统的四阶段预测法进行局部改动，或者是发展了原来的非集计模型，或者 是利用其他学科特别是数学方法对客流预测相关模型进行改进并提出了新的 算法，也产生了一些新的客流预测分析理念：沈景炎阐述了客流预测的目的 和内容，分析了客流预测的难度和风险，提出了评价要点。创建了抗风险设 计的理念，分析了客流预测的风险，提出了抗风险的适应性和转移性的措施， 使客流预测的数据与运营能力设计之间具有较大适应弹性f l8 1 过秀成针对基 于全方式o d 采用联合方式划分交通分配模型的不足，提出了基于合作竞争 类o d 的联合方式划分交通分配模型，对分层次策略性交通方式划分和联合 方式划分交通分配作了详细的阐述f l9 1 。李存军通过分析地铁客流量的特点， 提出了一种基于神经网络数据融合的预测方法。该方法根据预测数据各属性 的特点，将采集的数据提取出多个相关序列，对各序列采取不同的处理方法， 再利用神经网络进行融合，该方法可以有效地改善预测的误差 2 1 1 4 、依托具体项目类 康海燕在北京轨道交通客流预测模型的研究中针对过去客流预测中 存在的问题，通过数字分析和计算机程序的应用，建立了符合我国国情的客 流预测分析模型，开发了适合城市轨道交通网的客流预测应用系统，进行出 行总量预测、小区o d 出行预测、进出站流量预测和交通网流量分配四个阶 段分析，并将成果运用到了实际的客流预测工作中【2 2 1 王峰针对广州市轨道 交通二号线进行了功能定位的研究，分析了沿线土地利用的基本特征。根据 轨道交通二号线功能特点提出了客流预测的技术路线，预测了轨道交通二号 线基本客流指标，并从实现城市战略发展规划和支持轨道交通二号线客流的 角度，提出了相应的建议【2 3 1 。陈白磊从客流预测前期工作、客流预测方法这 两个方面介绍了在杭州市轨道交通客流预测中对于一些问题的解决方法【2 4 1 。 程万斌通过分析兰州市居民出行特征、出行次数，结合居民对出行工具选择 概率分析，预测各种出行工具所占的市场份额，进而预测轻轨能够承担的客 流量【2 5 1 。蒋晃介绍了南京市地铁南北线客流预测的影响因素、步骤、模型、 软件及结果，并对预测结果进行了简要分析【2 ”。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 2 2 国外研究动态 国外的相关研究主要集中在以下两个方面： 1 、交通需求预测的模型改进方面。m g b o a r n e t 给出了一种预测城市内 部人口和就业岗位增长的经验模型【z7 l 。a h e m a 就城市引入新的公共交通方 式后，居民在交通出行方式选择上的问题进行了研究( 2 s 】。d e p a l m a 对日内瓦 城市居民工作出行方式选择进行了分析【2 ”。h e n s h e r 分别运用神经网络模型 和巢式l o g i t 模型预测了出行者对通勤列车的选择，并对相关预测结果进行 了对比分析【3 们。l f u 利用人工神经网络模型来估算随机路径选择的出行时间 3 2 1 2 、轨道交通沿线土地开发与交通需求预测。该研究方向文献资料主要分 析了土地开发与城市轨道交通运营以及出行者时间价值三者之间的相互关 系，并就相关城市的具体情况列举数据进行了较为详尽的分析。r v o i t h 介 绍了费城c b d 区域轨道交通系统的资本率变动情况【3 3 l 。c b o l l i n g e r 以亚特 兰大m a r t a 轨道交通系统为实例，介绍了快速轨道交通对城市经济发展的 作用【3 4 】；d h g a t z l a f f 分析了地铁对车站附近居住区土地价值的影响i l 。 1 3 研究目的及意义 贯彻执行“公交优先”的政策，大力发展快速、安全、环保、准时的城 市轨道交通系统已成为社会各界的共识。北京、上海、广州、武汉、大连、 南京等城市的城市轨道交通线路己投入运营，深圳、长春、成都、西安等城 市的轨道交通项目还在建设和规划之中。 轨道交通规划作为城市总体规划一个重要组成部分，要与城市功能区划、 城市用地开发、城市环境生态保护等方面有机结合起来，才能使我国城市的 轨道交通事业做到实事求是、健康循序地发展，并促进城市的可持续发展。 一个城市需要什么样的轨道交通，需要多大规模的轨道交通线网，这些 都与城市客运交通需求有密切的联系。深入的客流特征分析是做好城市轨道 交通线网规划和运输组织的基础( 图l - 1 ) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文黧5 页 垂1 - 1 霉漉特征赘萋璐作孀示意强 对于规划阶段的城市轨道交通线网，如何预测分析其未来特征年的客运 交通需求，分析其轨道交通客流特征，为轨道交通线网规划和运行组织提供 骞秀支撵；对予聂经建成翦软递交逶系绫，筏霞痤该燕鼹运营客淀谶套分撰， 我劐在城市线潮逐步完善的过程中，城市轨道交通的客流与城市箕德客运交 通系统、城市社会经济发展等影响因素之间的作用规律，以期更好的指导运 营组织工作，并为其他城市的轨道交通客流预测提供参考，以上这然问题都 莛本耢究力窝瑟决熬逮嚣。 1 4 研究内容及技术路线 零磺究在鼹犬藿程关炎瓣遴嚣慧结分辑戆基疆土，获鏊麦筹城侉辘遭交 通客流特征分析方法出发，终禽国内城市的社会经济发展具体情况，从运营 和规划两个方面对城市轨道交通客流特征的分析方法进行探讨。对遮潜阶段， 考虑客流调查基础上煞客流分橱，给出调焱指标和统计指标，结合多萃申分据 方法得到籀应豹维采。在筑翔输袋，考虑袈滚预溺基戳主豹客流分秽亍，奔绍 了多种客流预溯方法，比较其各自的特点和适用范围，提出客流预测结果应 该达到的指标。篡中。运营阶段的相关客流分析结果，可以为规划阶段的客 浚 黉测与分板提供参考。磅究按拳路线如瀚1 - 2 骚示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 收集相关资料 0 总结国内外相关研究成果 l i 营阶段客流分析 规划阶段客流分析 _ _ _ _ _ _ 客客客客 流流 蠹一 流 调 斗 分分 查析测析 _ _ _ h _ _ l 0 实例分析 结论与展望 图1 2 研究技术路线 在研究范围上，本文主要研究城市区域内部的城市轨道交通客流系统， 未涉及城际轨道交通系统：在研究对象上，城市轨道交通系统包括多种类型， 本研究重点针对地铁系统。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章城市轨道交通运营阶段客流分析 2 1 客流调查 客流是动态变化的，对城市轨道交通运营客流调查数据进行统计分析， 可以了解客流在时间、空间上的动态变化规律；同时对既有线路的运营客流 特征分析，也能为后续实施线路或者其他城市的规划路网提供参考数据，从 而为其线网规模的控制、基建工程和设备采用与布置以及运输组织等诸多方 面提供参考。 2 1 1 客流调查种类 2 1 1 1 全面客流调查 全面客流调查是对全线客流的综合调查，通常也包含了乘客情况抽样调 查。全面客流调查时间长、工作量大、需要较多的调查人员。但通过对调查 资料进行整理和统计分析，能对客流现状及客流规律有一个全面清晰的了解。 全面客流调查有随车调查和站点调查两种调查方式。随车调查是在车门 处对全日运营时间内所有运行列车的上下车乘客进行调查，站点调查是在车 站检票口对全日运营时间内所有在车站上下车乘客进行调查。轨道交通系统 全面客流调查多采用后者，调查一般应连续进行两天或三天，在全日运营时 间内，调查全线各站所有乘客的下车地点和票种情况【5 1 。 2 1 1 2 乘客情况抽样调查 抽样调查是用样本来近似地代替总体，这样做有利于减少客流调查的人 力、物力和时间消耗。乘客情况抽样调查通常是用问卷方式进行，调查内容 主要包括乘客构成情况和乘车情况两方面。 乘客构成情况调查一般是在车站进行。调查内容包括年龄、性别、职业、 居住地和出行目的等，调查时间可选择在客流比较稳定的运营时间段。 乘客乘车情况调查可以根据需要分类进行，也可在特定的时间，地点进 行。调查内容除年龄、性别和职业外，还可包括家庭住址、家庭收入、日均 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 乘车次数、上车站和下车站、到达车站的方式和所需时间，下车后到达目的 地的方式和所需时间等。 2 1 1 3 断面客流调查 断面客流调查是一种经常性的客流抽样调查，可选择一两个断面进行调 查一般是对最大客流断面进行调查。调查人员用直接观察法调查车辆内的 乘客人数。 2 1 1 4 节假日客流调查 节假日客流调查是一种专题性客流调查，重点对春节。元旦、国庆节、 双休假日和若干民间节日期间的客流进行调查调查的内容包括机关、学校， 企业等单位的休假安排，都市旅游业、娱乐业的发展程度，城市居民生活方 式的变化等等，一般通过问卷方式进行。 2 1 1 5 突发客流调查 突发客流调查主要针对影剧院、体育场馆等客流快速集散的站点进行的 专项客流调查，该项调查主要涉及影剧院、体育场馆的规模与附近轨道交通 车站的客流影响程度和持续时间之间的相关关系。 2 1 2 客流统计指标 客流调查结束后，对客流调查资料应认真整理，采用适当的统计方法来 汇总分析各项指标。轨道交通系统全面客流调查后应汇总计算的主要指标如 下： 乘客人数： 分时各站上下车人数 全日各站上下车人数 分时各换乘站换乘人数 全日各换乘站换乘人数 全线全日乘客人数 全线高峰小时乘客人数 断面客流量： 西南交瀵大学硕士研究生学位论文第9 页 分时各区间断丽客流量 龛蜀各区褥凝嚣窖滚耋 分时最大断蕊客流量 念日最大断面客流量 离峰小时最大断面客流壁 运送篷麓： 本线乘客乘搬不同站数人数及所占比例 跨线乘客乘搬不同站数人数及所占比例 浆褰乎均运蹶 乘客稳残： 全线持不同桑种乘客人数及所占比例 率站别按年龄、出行目的铎统计的乘客人数及所占比铆 攀筵三次吸萼l 乘客天数及掰羞毙铡 从不同距离，以不同方式绷达车站静袋客人数 居住在城市不同区域乘客人数及其所占比例 车辆运用： 客车公萋 客位公里 窖流密度 平均满载率 舞峰夺霹最大客滚瑟瑟满载搴 2 2 运营客流分析 在孰道交遴系统静运营过程孛，辩客漉豹动态交化进行实辩跟踪移系统 分析，掌握客流变化规律是轨道交通系统透输组织工作得以顺利进行的前提。 客流因时因地而变化，这种变化是城市社会经济活动、轨道交通系统本 龛姆 蒌靛反映。客流分撰的孩心是分撰客流豹时窆分掺援律。 2 2 1 客流时间分布 l 、一日内小时客流分稚 枣霹客流爨溪馥璃定缓枣辘遘交逶窝入叠、逶遴等设备容董，爨诗算全 臼行车计划和率辆配备计划的基础。 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 小时客流量随城市生活的节奏变化在一目之内呈起伏状分布，夜间客流 量稀少，黎明前后渐增，上班上学时自j 达到高峰，以后客流渐减，至下班或 放学时闻又出现第二个高峰，进入晚间客流又逐渐减少 轨道交通的运能、线路走向、所处交通走廊的特点以及车站所在地的用 地性质，是影响轨道交通客流时段分布的主要影响因素。纵观不同运能轨道 交通的不同类型车站，可归纳出以下五种客流小时分布类型【2 7 】。 1 ) 单向峰型轨道交通线路所处的交通走廊具有明显的潮汐特征，或车 站周边地区用地功能性质单一时，车站客流分布集中，有早晚错开的一个上 车高峰和一个下车高峰( 图2 1 ) 2 ) 双向峰型。车站位于综合功能用地区位时，客流分布与其它交通方式 的客流分布一致，有两个配对的早晚上下车高峰( 图2 - 2 ) 。 上事 、 ： 46 81 0 1 21 4 1 61 82 02 22 4 叉二厂一 三佘八 4 6 81 0 1 2 1 4 1 61 82 02 22 4 弋! 八：三： 下车 图2 - 1 单向峰型小时客流分布图2 - 2 双向峰型小时客流分布 3 ) 全峰型。轨道交通线路位于用地已高度开发的交通走廊，或车站位于 公共建筑和公用设施高度集中的地区时，客流分布无明显的低谷，双向上下 车客流全天都很大( 图2 3 ) 。 譬、 ? ；。! “ ：l ；l + 。 468 1 01 21 41 61 82 02 22 4 。 t ；。l 叫“，； 、，。、 ， 下车 二，久叭 ! ：u l 41 0 12 141 61 82 02 22 4! 产 下车 图2 - 3 全峰型小时客流分布 图2 4 突峰型小时客流分布 4 ) 突峰型。车站位于体育场、影剧院等大型公用设施附近，演出节目或 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 体育比赛结束时，有一个持续时间较短的突变的上车高峰。一段时间后，其 它部分车站可能有一个突变的下车高峰( 图2 4 ) 。 5 ) 无峰型。当轨道交通本身的运能比较小或车站位于用地还没有完全开 发的地区时，客流无明显的上下车高峰，双向上下车客流全天都较小( 图 2 5 ) 。 上车 ，、 一+， h ) 4 6 81 01 21 41 6 1 82 02 22 4 ， 。：。i 。 下车 图2 - 5 无峰型小时客流分布 针对不同的小时客流分布类型，可以采用线路单向分时客流不均衡系数 来描述其全日客流分布状况，计算公式如下： 胃 p 。日 一r l ? 。 = 旦一 ( 2 1 ) p m 式中口单向分时客流不均衡系数； p 。单向分时最大断面客流量( 人) ； 日全日营业小时数( 个) ； p 。单向最大断面客流量( 人) e 吼越趋向于零，则单向分时最大断面客流不均衡程度越大。在较小， 即在单向分时最大断面客流不均衡程度较大的情况下，为实现运输组织合理 性和运营经济性，可考虑采用小编组、高密度行车组织方式，即在客流高峰 时间段开行较多的列车以满足乘客运输需求，而在客流低谷时间段则减少开 行列车数以提高车辆平均满载率。 2 、一周内全日客流分布规律 由于人们的工作与休息是以周为循环周期进行的，这种活动规律性必然 要反映到一周内各日客流的变化上来。在以通勤、通学客流为主的轨道交通 线路上，双休日的客流会有所减少( 图2 - 6 ) , 丽在连接商业网点、旅游景点 的轨道交通线路上，双休目的客流又往往会有所增加( 图2 7 ) 。另外，星期 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 一与节假日后的早高峰小时客流和星期五与节假日前的晚高峰小时客流，都 会比其他工作日早、晚高峰小时客流要大 根据全日客流在一周内分布的不均衡和有规律的变化，从运营经济性考 虑，轨道交通系统常在一周内实行不同的全日行车计划和列车运行图。 一=，he m 日t ：i e m i l l 日 图2 - 6 全日客流分布规律一 图2 - ? 全日客流分布规律二 3 、季节性或短期性客流的不均衡 在一年内，客流还存在季节性的变比，如由于梅雨季节和学生复习迎考 等原因，6 月份的客流通常是全年的低谷。另外，在旅游旺季，城市中流动 人口的增加又会使轨道交通线路的客流增加。短期性客流激增通常发生在举 办重大活动或遇到天气骤然变化的时候 2 2 2 客流空间分布 l 、线路客流分布特征 城市轨道交通线网的各条线路因其所在的城市客流走廊带不同、沿线用 地性质不同，使得其客流规模和分布规律各异。可以通过运营期间的客流统 计数据分析各条线路的客流分布特征。 2 、上下行方向客流分布特征 在轨道交通线路上，由于客流的流向原因，上下行方向的客流通常是不 相等的。在放射状的轨道交通线路上，早、晚高峰小时的上下行方向客流不 均衡尤为明显。可以采用轨道交通线路上下行方向不均衡系数来描述轨道交 通线路上下行方向客流均衡程度，计算公式如下： 铲鲢嵩 ( 2 - 2 ) m a x 驴x ，p m “j 式中口，上下行方向客流不均衡系数； p 上上行方向最大断面客流量( 人) ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 p 下行方向最大断面客流量( 人) 。 口，越趋向于零，则上下行方向最大断面客流不均衡程度越大。在口，较 小，即在上下行方向最大断面客流不均衡程度较大的情况下，直线线路上要 做到经济合理地配备运力比较困难，但在环形线路上可采取内、外环线路安 排不同运力的措施。 3 、各个断面客流的分布特征 在轨道交通线路上，由于线路行经区域的用地开发性质不同，所覆盖的 客流集散点的规模和数量不同，因而出现线路各个车站乘降人数不同，线路 单向各个断面的客流存在不均衡现象是不可避免的。 轨道交通线路单向各个断面客流不均衡系数可按下式计算： f ，置 = 旦一 ( 2 3 ) p m 式中口，单向断面客流不均衡系数； p ，单向断面客流量( 人) ： 芷单向全线断面数( 个) 。 吼越趋向于零，则线路单向最大断面客流不均衡程度越大。在口，较小， 即在线路单向最大断面客流不均衡程度较大的情况下，可采用在客流量较大 的区段加开区段列车的措施，但在行车密度较大的情况下，加开区段列车会 有一定难度，并且加开区段列车对运营组织和车站折返设备都会提出新的要 求。 4 、各个车站乘降人数分布特征 轨道交通线路各个车站的乘降人数不均衡，甚至相差悬殊情况并不少见。 在不少线路上，全线各站总的乘降量集中在少数几个车站上办理。此外，新 的居民住宅区形成规模和新的轨道交通线路投入运营，也会使车站乘降量发 生较大的变化及带来不均衡的加剧或新的不均衡。 2 2 3 站台候车旅客分布 对站台候车旅客分布规律的调查分析，有利于进一步优化车站站台宽度 的确定，改进轨道交通车辆的车门设计以及为轨道交通突发事件的人群疏散 提供参考数据等，都具有重要的意义 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 乘客进入站台到上车，车上乘客下车至离开站台，作为一个周期的动念 变化过程由于不同时段的功能和乘客分局状态不同，该过程可以分解为如 下三种乘客分布状态【3 引 1 、第一种状态：列车到达车站之前候车旅客均布状态 一般情况下，乘客陆续进入站台的乘降区，乘客分布逐渐由稀到密。由 于列车未到，乘客在乘车前有一定时间，寻找合适的车厢位置，或避开拥挤 的人群。这样会有部分乘客发生小范围的移动，这种移动使得站台上乘客分 布趋向均匀，这种状况下，站台上候车的乘客可近似认为是均匀分布状态。 2 ，第二种状态：上车前集结状态 当列车进站停车后，乘客挤到每个车门两侧集结，让开车门，等待车上 乘客下车。车门两侧的乘客分布状况近似于两个扇形( 图2 8 ) 。 皿i 二 座 一i 二i 回 iu u 汹u u f 站台卜一5 叶 圈2 - 8 独立扇形图 3 、第三种状态：到站的乘客下车通行状态 车门宽度可满足两人同时下车，在实际观察中，下车乘客未完，上车乘 客已经同时上车了( 图2 - 9 ) 。 = 厦0 = l = ； 画 恻斟w 。 图2 - 9 乘客下车通行状态 2 2 4 换乘客流分析 1 、国内外轨道交通换乘情况 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 相关调查数据显示，市民出行乘坐公共交通约有一半以上的人要通过两 条或两条以上的公共交通线路才能到达目的地。也就是说通常采用公共交通 出行人数的5 0 以上至少要通过一次公共交通线路的换乘。 国外一些城市在发展公共交通过程中，努力提高换乘效率。法国巴黎戴 高乐航空港，在同一建筑里集中了铁路干线、区域快速地铁、空港内部的小 型地铁，通过垂直或水平自动步道方便换乘：日本东京铁路车站采用多层衔 接的方式，完成铁路与地铁的换乘；伦敦通过改变轨道线路和车站布局以及 p a r k & r i d e 等措施来方便轨道交通与其他交通方式的换乘。 我国城市轨道交通网络逐步形成，换乘方便与否对轨道交通系统效率的 影响越来越明显。一些新线的运营效果不太理想，究其原因除票价因素外， 没解决好公交换乘配合问题是另一个重要因素。上海目前投入运营的3 条轨 道交通线路，其地面公交的配套没跟上，而且三线之间均不能便捷换乘，换 乘步行时距要在1 0r a i n 左右。广州地铁1 号线与地面公交之间的步行换乘时 间( 含候车时间) 达1 1 1 6m i n ，乘客普遍感到不便【4 ”。 2 、换乘形式的选择 城市轨道交通换乘按其位置与功能可分为两大类：城市内外交通换乘和 城市内部换乘【”舶l 。 ( 1 ) 城市内外交通换乘 城市内外交通换乘是指轨道交通与城市对外交通系统( 如民航、铁路、公 路) 之间的换乘，换乘方式一般有通道换乘、垂宣换乘、层问换乘三种。 1 ) 通道换乘 此方式功能较单一( 仅为换乘流) ，且因地下空间上的制约，常带来换乘 通道较长的弊病，有时需要自动步道辅助。其优点是施工较方便，易实现不 相邻、不同层面站厅的联接，对未来项目预留通道方便 2 ) 垂直换乘 国外一些大型航空港、铁路客运枢纽站多采用此种形式。如法国的戴高 乐航空港、美国首都华盛顿火车站等。这种方式体现了现代交通一体化的概 念，在同一建筑内通过自动扶梯和站厅层，实现多种交通方式的换乘。 3 ) 层问换乘 在交通枢纽区域内，通过多层的衔接，使人流可在地下方便地集散、流 动。对于综合性的城市大型枢纽站，这种方式可充分发挥地上和地下空间的 优势，疏解人流、车流的交叉，常可做到交通与商业功能并举。 综上所述，通道换乘一般只用于换乘流量不大的换乘站或因规划调整而 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 采取的调整措施。新建的大型铁路客运站、国际机场等重要进出门户，应提 供垂直和层间换乘。 ( 2 ) 城市内交通换乘 城市内交通换乘是指在市区范围内轨道交通之间以及轨道交通与其他交 通方式间的换乘。 1 ) 轨道交通之日j 的换乘 轨道交通之间的换乘一般位于两条及其以上轨道交通线交叉或汇合处。 常采用的换乘形式有： 平行换乘：利用共用的站厅层或站台层供乘客换乘，是最为方便的换 乘形式，不需出闸口二次付费，适用于有大量直接换乘客流的换乘站。 点换乘：因站台在不同站厅层布置形式不同，可有一点换乘( 换乘量 较小) 、二点换乘和四点换乘( 换乘量较大) 等。 通道换乘：通过地下联络通道，将两条轨道交通线衔接起来。它属于 一种间接换乘，有时乘客需二次付费，换乘距离一般较长。 2 ) 其他交通方式换乘轨道交通 对每个轨道交通车站来说，都存在不同交通方式间的换乘要求，这就需 要以车站为节点，通过规划改造周边道路，配以公交线路，实现点面辐射形 的公共交通服务网络。换乘枢纽站以紧凑型立体布局最佳，这样有利于减少 乘客换乘步行距离。国外许多城市在郊外地铁车站修建庞大的停车场，方便 停车换乘。 3 、换乘时间的影响分析【4 6 】 这里以旅行时间( 乃作为影响轨道交通与公交汽车间选择的主要因素。某 个出行者，对于某种出行目的，有m 种交通工具伽彳) 可供选择。若交通工 具i 的效用值为仉( 2 3 ( 丁为一次旅行时间) ，则出行者选择交通工具i 的条件 为： 玑( d = m a x ( u , ( t ) i i m ) ( 2 4 ) 城市中公交汽车的一般旅行速度1 5 2 0 k m h ，低于轨道交通的3 5 4 0 k r n h 。但它的站点与线路覆盖范围要比轨道交通广，般而言，市民乘公交 汽车较轨道交通方便。因此，对于一定的起讫点来说，距离与时间的关系如 图2 1 2 所示。当出行距离( s ) 短于临界距离时，旅行时间轨道交通( 耳) 多于公 交汽车( 品) ，则u ( 磊) u ( ) 。随着出行距离的增加，轨道交通省时的优越 性才逐渐显露。当五s 毛时，u ( 瓦) u ( 瓦) ，轨道交通才具有吸引客流的优 势。 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 墨至 襄墓 临界距禹 旅行距离 图2 一l o 时间与距离的关系 r 由乘车时间五和非乘车时间互( 含换乘时间) 两部分组成。以公共汽车 出行为参照系，改乘轨道交通引起的互和互变化分别为正和正。那么旅行 时间的变化产生的效用值变化可以用下式计算： a u = q ( 互+ a t 2 ) + a 2 互j ( 2 5 ) 式中口1 、a ：为效用值影响待标定参数，反映乘客对乘车与非乘车时间的 心理感受。若要使轨道交通服务达到公交汽车同样服务水准( 即效用值一样) ， 则应有a u = 0 。变换式( 2 5 ) ，有 一a r z = = 卫一 ( 2 6 )