城市轨道交通客流预测内容和应用

城市轨道交通客流预测内容和应用ForecastingandApplicationofRailTransitPassengerVolumes沈景炎摘要：针对城市轨道交通客流预测存在的问题，介绍了城市轨道交通客流预测的基本观点、年限和范围。从线路客流、车站乘降客流、OD客流、换乘车站客流、车站出入口分向客流等方面，着重分析了城市轨道交通客流预测的内容及其在轨道交通建设项目中的作用。探讨了客流预测结果的可信度，包括线网总量控制、线路量级分析、敏感性分析和设计应用4个方面。最后，总结了轨道交通客流预测在未来应关注的问题。Abstract：Toaddressissuespertainingtourbanrailtransitpassengervolumeforecasting,thispaperdiscussesseveralrelatedfundamentalpointsofview,includinghorizonyears,andstudyscopes.Thepaperfocusesonforecastingdifferenttypesofrailtransitpassengervolumes,likevol-umesalongroutes,boardingandalightingatstops,toandfroODpairs,transferringbetweenstations,distributingto-wardsexitsofterminals,withtheirfunctionsdescribedforrailtransitdevelopmentprojects.Thepaperalsotapsintothereliabilityofforecastingresults,yetincludingthefol-lowing4aspects:grand-totalcontrol,routevolumegrad-ing,sensitivityanalysis,anddesignandapplication.Final-ly,thepaperprovidesasummaryofproblemsthatdeserveattentiononforecastingrailtransitpassengervolumesinthefuture.关键词：交通规划；轨道交通；客流预测；轨道线网；规模控制Keywords：transportationplanning;railtransit;passengervolumeforecasting;railtransitnetwork;scalecontrol中图分类号：U491.1+4文献标识码：A客流预测是城市轨道交通建设项目“规模、投入和效益”的评价基础和决策依据。近几年来，各个城市就城市轨道交通的客流预测做了大量工作，但目前还存在很多问题，如：车站区域的城市规划设计滞后或规模失控，导致站区人口与就业岗位发展不平衡、出行强度大，使客流预测基础数据失去基本依据，对线路末端的早高峰小时系数估计不足；轨道交通网络化运营后，因换乘方便导致换乘量与乘次增加，平均客流强度增大，但是对各个车站的客流预测没有区别分析，尤其是对各车站换乘客流的估计和认识不足；另外，轨道交通客流与常规公共交通客流是互动式换乘关系，既要考虑由票价激发的客流，也要考虑乘客能够接受的合理票价，需很好地估计公共交通比例的分配。因此，有必要结合城市轨道交通客流预测经验，对客流预测的内容、应用及预测成果的可信度进行全面、深入的探讨和总结。1客流预测的基本观点、年限和范围1.1基本观点1)把握客流预测结果可信度的支撑点。这个支撑点在于城市规划的前瞻性、预见性与线网规划建设的一致性。2)轨道交通网络化具有客流动态平衡特征[1]。线网内换乘的方便性与多路径选择的灵活性在不同时期的线网中，使最大客流断面位置的移动变化发生自然的动态平衡作用。3)客流预测是量级的概念，是定性分析的量化。客流预测数据难以确保准确，应该把握量级的可信度，敏感性分析尤为重要。城市轨道交通设计者要深入分析，对预测数据合理采用。4)客流预测数值的可信性在于：基础资料来源正确，总量控制合理，对比量级相当，客流特征真实，风险分析到位，规模判断适当，运营组织适宜。收稿日期：2008-10-14作者简介：沈景炎，男，北京城建设计研究总院，教授级高级工程师，主要研究方向：城市轨道交通线网规划，工程总体设计与运营规模。E-mail:[e-mail]城市交通UrbanTransportofChina■文章编号：1672-5328（2008）06-0009-07第6卷第6期2008年11月Vol.6No.6Nov.2008沈景炎（北京城建设计研究总院，北京100037）ShenJingyan(BeijingUrbanEngineeringDesign&ResearchInstituteCo.,LTD,Beijing100037,China)ForecastingandApplicationofRailTransitPassengerVolumes城市轨道交通客流预测内容和应用9城市交通UrbanTransportofChina第6卷第6期1.2预测年限城市轨道交通客流预测，既要进行线网规划的客流预测，又要做单条线路的客流预测。1)线网线网规划的客流预测年限，原则上应与城市总体规划年限一致。根据线网规划长远性规划特征，应分为近期规划和远景规划。近期规划年为轨道交通建设期10~15年，与城市总体规划远期年限一致，这有利于采集城市总体规划数据，保持基础数据来源与总体规划的一致性。同时有利于对建设规模的判断和把握，做到量力而行、有序发展，提高线网规划的可实施性，尽快形成规模效益。远景规划年为城市总体规划的远景年，一般为30~50年，以线网形态和规模总量控制为目标，拟定长远性、宏观性、引导性、超前性的规划[1~2]。2)单条线路单条线路客流预测年限以项目建成通车年为基准年，分为初期、近期和远期[1,3]。初期指线路建成通车后第3年，是“客流的培育期”。每个城市基本上需要2~3年才能形成一个初期的客流规模，并且第1年客流一般不太大，尤其是建第1条线路时更是如此。但网络化以后就会有很大不同，可能线路建成初期客流就很大。因此单条线路与线网客流预测会有所不同。近期为通车后第10年，是指第3～10年的“客流成长期”，与城市总体规划远期年限比较接近。因此客流预测的基础和依据比较翔实，有利于把握预测结果的可信度，合理控制近期客流规模。同时考虑轨道交通运营系统内大量采用电子产品的使用寿命(10~15年)和更新率较快的特点，即第10年后开始需要逐步更新改造，具体更新或扩容的时间应结合当时的客流实际发展情况和设备使用状况采取具体措施。因此近期年限可用于确定机电设备在初期装置的内容和数量。远期指通车后第25年，是“客流成熟期”。远期的客流预测值是确定项目最终规模的依据，主要确定车辆选型和列车编组最大长度。如果从建设期(5年)开始计，远期预测就是30年，已接近城市总体规划的远景年。届时，城市的人口、岗位、建设发展规模趋于稳定，轨道交通线网建设基本形成一定规模，路线和客流量也基本稳定。远期客流预测既体现了城市轨道交通项目长远性和超前性要求，同时又对建设规模进行最终控制，避免盲目扩大工程规模。1.3预测范围城市轨道交通客流预测范围：①要与线网建成范围一致，即每条线路的客流预测应按初期、近期和远期设计年限，对相应建成运营范围分别预测；②要与全线网规划范围一致。尽管一条线路可能分期建设，但远期客流预测必须在全线规划长度范围内全面测试。且进行线网规划时，应首先考虑起终点，再考虑分期建设；③后期建设线路客流预测范围按全线推定。若一条线路分段建设，每段线路通车时间相距3年以上，已超过一期工程初期3年的时限，客流预测应按不同项目实施。后期实施的项目，则应按后期项目建成通车年为基准年，重新推定初期、近期和远期设计年限，进行全线客流预测。④客流预测居民出行调查应以5年为限，以居民出行和相关交通调查的成果为基础，并保证其时效性和可用性，否则，应补充其他有效措施。2客流预测内容2.1线网规划阶段客流预测1)线网客流总量预测依据城市总体规划和综合交通规划，分析城市现状和规划区域OD客流；分析并确定轨道交通远景规划线网承担的客运总量及在公共交通总量中分担的比例、平均运距、客流负荷强度等相关指标，并在全线网范围内按总量控制原则，进行各线客流总量预测。2)线路客流预测以线网客流总量为基础，预测各条线路的全日客流(双向)总量、分段断面流量(图)，利用全日平均运距和客流负荷强度等相关指标进行总量控制分析，并估测各条线路高峰小时单向最大断面流量。2.2单条线路的客流预测单条线路的客流预测，主要是定性分析的量化，用“数字”说话。单条线路预测数据的使用需要支持论证以下问题：①论证线路建设时机，以及必要性和迫切性；②对建设规模，即线路长度(起终点)、车辆选型、列车长度、车站规模等的合理性作出基本判断；③进行效益评价，即对工程总体规模、造价、票价、经济效益进行较准确的估计。2.2.1线路客流预测10城市轨道交通客流预测内容和应用ForecastingandApplicationofRailTransitPassengerVolumes沈景炎线路客流预测主要包括5个方面[4]：全日客流，分时段客流，平均运距，分级运距，客流强度。这些预测数据可用来支撑设计的基本规模。1)全日客流全日客流是用来评定一条线路运营的客流效益的基本数据。每条线路的全日客流总量控制有两层意义，一是远景规划线网的总量控制，二是远期设计年建成线网的总量控制。对线网内每条线路的全日运量作预测分配，某一条线很可能出现远期设计年的全日客流大于远景年，也可能相反，但须有所判断。利用全日客流量就能对远期每条线路的客流有一个很好的判断及总量的控制。2)分时段客流分时段客流指各小时段的客流量及其比例，是查阅高峰小时系数和其他时段系数、评价全日客流均衡性的指标，也是对全日行车组织的指导和设计依据，同时是计算全日发车列数和运营成本的基本依据，按不同时段组织不同的发车密度，满足预测的客运需求。3)平均运距全日和高峰小时的平均运距是反映客流综合特征和效益的一个重要指标。全日平均运距与全日客流量的乘积是全日乘客周转量，同时等于全日各级运距与其相应客流量的乘积之和，是衡量线路效益特征的重要指标。4)分级运距分级运距是全日各级运距的乘客量，按每2km分级，是研究运营成本和计程票价的重要依据。5)客流强度客流强度即平均客流负荷强度，是全日客运量按线路长度分摊客运量的指标(将全日客流分摊在全线，按万人次/km为单位，使不同长度的线路之间具有可比性)，也是评价线网中各条线路的客运效率进行对比的指标，同时作为对线路全日运量预测值总量的经验判断指标，避免预测数据不可信。2.2.2车站客流预测车站客流预测内容，传统的有全日和早、晚高峰小时各车站上下行的乘降客流、站间断面流量以及相应的超高峰系数；针对发现的新问题，也要考虑对车站高峰客流和车站突发客流的预测。1)车站乘降客流车站乘降客流指全日和早、晚高峰小时各车站上下行的乘降客流，可计算车站站台、楼梯的宽度、自动扶梯数量。2)站间断面流量站间断面流量可用于计算运营规模、列车编组、发车密度、舒适度和满载率，可分析上下行客流的不均衡性。3)超高峰系数在早高峰时段，通勤客流集中的超高峰系数具有明显特征；而晚高峰时段，客流性质有所不同，一般以下班和休闲性客流为主，随着人们文化生活的丰富，晚高峰会不断明显。一般来说，超高峰系数不宜大于1.4，这与车辆的超员系数1.4也是相适应的，而且在车站站台设计时，必须考虑超高峰系数为1.4时车站站台上的人数。4)车站高峰客流全线客流的高峰小时时段不一定是车站客流的高峰时段。有的地铁车站，由于设计时未考虑到该车站的商业高峰在晚上，导致车站设计规模太小、站台面积不够。所以，进行车站设计时要具体分析车站高峰客流。5)车站突发性客流突发性客