大连北站综合交通枢纽场站类设施规模研究

书书书第３９卷　第３期２０１８年６月大连交通大学学报ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＤＡＬＩＡＮ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＶｏｌ．３９　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１８　　文章编号：１６７３９５９０（２０１８）０３０００１０５大连北站综合交通枢纽场站类设施规模研究马彩雯，李欣阳（大连交通大学交通运输学院，辽宁大连１１６０２８）摘　要：分析了大连北站综合交通枢纽的客流构成，分别使用指数平滑法和弹性系数法预测规划高铁和长途客运的日均客流量，并通过高峰小时系数法确定了高峰小时客流量．同时根据客流分担比得出换乘其他交通方式的客流量．在客流量和车辆需求的基础上依据“以需定供”的原则提出场站类设施容量的计算方法，确定合理的规模．将总换乘成本最小作为布局设计原则之一，提出了大连北站综合交通枢纽布局方案．关键词：综合交通枢纽；高峰小时客流量；指数平滑法；设施规模；场站布局文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．１３２９１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｊｄｘａｃ．２０１８．０３．００１０　引言　　合理的综合交通枢纽设施及设备配置是改善和提高综合交通枢纽运营效率的重要因素之一．确定枢纽设施配置规模的前提是要准确的预测枢纽内各种交通方式的客流量．对于客流量预测，许多学者提出了多种预测模型．如王浩提出了时间序列数据对弹性系数法等预测模型的重要性，相关性越高的数据使得计算更加精准［１］．钟绍林等介绍了客运专线车站高峰小时客流量计算方法并对相关参数的选取提出了参考意见［２］．在客流预测的基础上，对枢纽设施配置的规模进行了研究．如聂广渊分别从宏观、中观、微观的角度，针对铁路综合客运枢纽内场站类换乘设施的布局位置、规模大小、数量多少三方面进行研究［３］．马超分析了综合枢纽客流的来源与构成，在换乘客流量研究的基础上，分别对交通场站类设施与交通衔接类设施进行规模分析［４］．本文在上述研究的基础上，对大连北站综合交通枢纽场站类设施的规模进行研究，为大连北站综合交通枢纽的规划与建设提供参考建议．１　大连北站综合交通枢纽客流分析与预测　　大连北站各种交通方式的客流预测是确定场站类设施合理规模的重要依据．大连北站综合交通枢纽的客流主要分为城市对外客流和城市内部客流两种．其中，城市对外客流包括高速铁路和长途客运，城市内部客流包括地铁、公交、出租车及社会车辆，如图１所示．预测大连北站综合交通枢纽的客流量是根据有关历史资料和客流调查．为了确保枢纽的规划可以适用于未来的客运量，将综合枢纽的交通需求预测年限设为２０３０年．图１　大连北站综合交通枢纽的客流构成１．１　大连北高铁站高峰小时客流量　　由大连北高铁站２０１３～２０１６年票务系统和闸机的客流数据可以得到近４年的日均客流量，具体数据见表１．表１　大连北高铁站２０１３～２０１６年日均客运量年份／年日均客运量／人年份／年日均客运量／人２０１３９２８１２０１５１２８２２２０１４１１０９８２０１６１７９５７收稿日期：２０１７０７１０作者简介：马彩雯（１９６４－），女，教授，博士，主要从事交通运输规划与管理的研究Ｅｍａｉｌ：[e-mail]．２　　　　大连交通大学学报第３９卷　　指数平滑法适合于客流预测，因此本文采用指数平滑法预测高铁客运量．由图２可知，大连北高铁站客运量随时间呈非线性递增，故采用三次指数平滑法预测未来２０３０年日均客运量．图２　大连北站２０１３～２０１６年日均客运量　　三次指数平滑法的模型具体如下：Ｙｎ＋Ｔ＝ａｎ＋ｂｎＴ＋ｃｎＴ２Ｓｔ（１）＝αｙｔ＋（１－α）Ｓｔ－１（１）Ｓｔ（２）＝αＳｔ（１）＋（１－α）Ｓｔ－１（２）Ｓｔ（３）＝αＳｔ（２）＋（１－α）Ｓｔ－１（３）ａｎ＝３Ｓｔ（１）－３Ｓｔ（２）＋Ｓｔ（３）ｂｎ＝α２２（１－α）２［（６－５α）Ｓｔ（１）－　　　　２（５－４α）Ｓｔ（２）＋（４－３α）Ｓｔ（３）］ｃｎ＝α２２（１－α）２［Ｓｔ（１）－２Ｓｔ（２）＋Ｓｔ（３）］式中，Ｙｎ＋Ｔ为预测目标；Ｔ为未来的单位时间段；ａｎ为一次平滑系数；ｂｎ为二次平滑系数；ｃｎ为三次平滑系数；Ｓｔ（１）为一次平滑值；Ｓｔ（２）为二次平滑值；Ｓｔ（３）为三次平滑值．　　在确定ａｎ，ｂｎ，ｃｎ及ｙｔ的各次平滑值Ｓｔ（１），Ｓｔ（２）和Ｓｔ（３）时，加权系数α是新旧数据在预测中的比例因子．在客运量预测中α取值一般为０．１～０．６．当需求比较稳定时，α可取一个较小的数；如果需求量变化很快，α就取较大的值．故本文在预测中对α取０．１，０．２，０．２５，０．３，０．６分别预测．然后用过去几年的预测值与实际值的误差分析，选用误差较小的α进行未来年的预测．利用上述模型预测得到２０１３～２０１６年高铁客运量与实际客运量进行分析比较，α＝０．３时预测值更接近实际值．则模型为Ｙ２０１６＋Ｔ＝１６０５３．５４＋１７４１．８５４Ｔ＋１００．８９９３８Ｔ２．得到２０３０年高铁日均客运量Ｙ２０３０＝６０２１６人．　　在日均客运量的基础上，采用高峰小时系数法得到高铁的高峰小时客流量．计算模型如下：Ｎ高＝κ发·ｃ式中，Ｎ高为高峰小时客流量；κ发为高铁日均客运量；ｃ为高峰小时系数．　　日均客运量达到６万人及其以上的车站高峰小时系数可在０．０８５～０．１１之间选取［６］．选取最大高峰小时系数为０．１１，则根据模型得到大连北高铁站高峰小时客流量为Ｎ高＝６０２１６×０．１１＝６６２４（人／ｈ）．１．２　长途客运站客流分析　　大连北站综合交通枢纽建成后，北岗桥、建设街等汽车客运站将移设在大连北枢纽，因此客流预测考虑了上述客流．本文采用弹性系数法进行客流预测，与弹性系数法相关的时间序列数据见表２．表２　相关的时间序列数据年份年年客运量／人客流量增长率／％ＧＤＰ亿元ＧＤＰ增长率／％２００９５２７４６１３４４１７．７１５．０２０１０５２９７６３２０．４４５１５０１５．２２０１１５２８５７０９－０．２３６１５０．６１３．５２０１２４８５７９９４－８．０９７００２．８１０．３２０１３４４３４１０９－８．７３７２６７９．０２０１４４２９５４１５－３．１３７６５５．６５．８　　弹性系数法模型具体如下：Ｙｔ＋Ｔ＝ｙ０（１＋ｉ）Ｔｔ＝ＥＳｑ＝ｉ′ｑ′ｑ式中，Ｙｔ＋Ｔ为预测目标；ｙ０为基年客运量；ｉ为客运量在未来年的平均增长率；ｉ′为近几年客运量的平均增长率；ＥＳ为弹性系数；ｑ′为近几年ＧＤＰ的平均增长率；ｑ为ＧＤＰ在未来年的平均增长率，取值６％．　　通过计算，得到长途客运站在２０３０年的日均客运量为Ｙ２０３０＝４２９５４１５×（１－０）１６／３６５＝１１７６８人　　根据１．１节高峰小时系数法Ｎ高＝κ发·ｃ（ｃ按照经验取值为１２％～１５％），求得高峰小时客流量Ｎ高＝１１７６８×１５％＝１７６５（取值１８００人／ｈ）．则长途客运站在２０３０年的高峰小时客流量为１８００人／ｈ．１．３　公交客流分析　　通过调查了解到大连北站北广场现共有１４条公交线路，其中有５条是始发线路，９条是途径线路．铁路和长途客运换乘公交的换乘比分别采　第３期马彩雯，等：大连北站综合交通枢纽场站类设施规模研究３　　　　用１１．２％和１７．９１％［７］，可得换乘公交的高峰小时客流量为ＣＢ＝６６２４×１１．２％＋１８００×１７９１％＝１０６５（人／ｈ）．１．４　出租车客流分析　　在大连北站选择出租车方式的客流分别来自高铁站和长途客运车站，它们占离站客流的比例分别为２７．６０％和２２．５６％［７］，因考虑到高铁的客运量远远大于长途客运量及旅客的支付能力，故以高铁客流为主．计算可以得到选择出租车的高峰小时客流量为６６２４×２７．６０％＝１８２９（人／ｈ）．　　根据以上的分析计算可以得到２０３０年大连北站综合交通枢纽各种交通方式（高铁、长途客运、公交、出租车）高峰小时客流量的预测值，具体数据分别为：６６２４、１８００、１０６５、１８２９人／ｈ．２　场站类设施配置基本规模的确定　　在交通需求预测的基础上，采用“以需定供”的方法，结合大连北站综合交通枢纽建设的具体要求，对大连北站综合交通枢纽内场站类设施的规模进行计算分析．按照不同交通方式的场地用地需求，建立了不同交通方式的场地用地需求模型．２．１　长途客运站设施配置基本规模的确定　　（１）发车场面积　　按照《汽车客运站级别划分和建设要求》，发车位数可按以下公式可得：Ｍ＝Ｄ（１－）ｋｎｐμ式中，Ｍ为发车位数；为过站车载乘率，取５４３５％；ｋ为增设系数，一般取１．２；ｐ为客车平均定员，取４０人；μ为始发车合理乘载率，取１；ｎ为平均每小时发车次数，取１．２１５．得Ｍ＝２６．８５２．　　取发车位为３０个，则发车场的面积根据以下公式可得：ＳＣＡ＝４×Ｍ×Ｓ阴＝７２００ｍ２式中，Ｓ阴为客车投影面积，取６０ｍ２．　　（２）停车场面积　　按照《车站主要设施规模量化方法》要求，停车场的最大容量按同期发车量的８倍计算，单车占用面积按客车投影面积的３．５倍计算，本枢纽欲设３０个发车位，ＳＣＰ＝３０×８×３．５×６０＝５０４００ｍ２，长途客运站停车场的面积为５０４００ｍ２．２．２　公交车站设施配置基本规模的确定　　根据本文２．３章，公交车站的规模主要包括发车场面积和停车场面积两个部分，可以根据客流量和车辆的需求确定公交车场站的规模．　　（１）发车场面积　　按照高峰小时平均每５ｍｉｎ发一趟车计算，每条线路每小时发出１２辆公交车．若发车位的利用率为５０％，停靠时间为１ｍｉｎ，车辆停靠占地１２５ｍ２，根据以下公式可得到发车场的面积：ＳＢＡ＝∑ｎｉ＝１ｋｉ·ｓ－·ｔｂＴ·δ＝７００ｍ２式中，ｎ为停靠的公交线路数；ｋｉ为高峰小时发送车辆数；ｓ－为平均停靠面积；ｔｂ为停靠时间；Ｔ为高峰小时持续时间；δ为高峰小时停靠泊位的利用率．　　（２）公交车停车场面积　　公交车停车场仅提供给始发线路的车辆在非运营时间停车、检修使用，大连北站现有始发线路为５条，并规划在营运初期会开设直达机场和港口的运营线路，则始发线路按７条计算．根据公交调查，平均每条线路需要３０辆车完成周转，以每辆车占地１００ｍ２计算，则常规公交停车场所需规模根据以下公式可得：ＳＢＰ＝∑ｍＢｉ＝１ｆｉ·Ｓ标＝１２６００ｍ２式中，ＳＢＰ为停车场的规模；ｆｉ为线路ｉ的公交车辆数，取配备的公交车辆数的６０％；Ｓ标为每辆车占地面积．２．３　出租车场站基本规模的确定　　出租车场站分为落客区、停车场和上客区．本文出租车场站基本规模的确定主要是对出租车停车场的面积进行计算．大连北站出租车落客后５０％进入停车场候客，出租车平均载客人数为１３人／车［７］．当客流高峰期时，出租车停车场车位周转率较高，平均停车时间为３ｍｉｎ，周转率２０次／ｈ，停车场的利用率按７０％进行计算，根据以下公式可得到出租车停车场的规模：ＳＴ＝α·ＱＴ·ｓ－φ·ＮＴ·γ＝４０１８ｍ２，取值为４０４０ｍ２式中，ＳＴ为停车场的面积；α为到站再次进入停车场的比例；ＱＴ为高峰小时出租车客流量；ｓ－为泊位的平均占地面积，取４０ｍ２；φ为泊位周转率；ＮＴ为平均载客人数；γ为停车场的利用率．２．４　Ｐ＋Ｒ停车场基本规模的确定　　Ｐ＋Ｒ停车场是指“停车＋换乘”，所以Ｐ＋Ｒ停车场的规模，应满足高铁站和长途客运站的接４　　　　大连交通大学学报第３９卷送，Ｐ＋Ｒ换乘以及枢纽内工作人员的需求．与高峰小时社会车辆停车换乘的客流量、私家车平均载客数、每辆车停车面积及停车场周转率等因素相关．大连北综合枢纽私家车分别占铁路和长途客运客运量的３５．２％和２９．５％［７］，停车时间集中在０．５～１ｈ，车位周转率按１．５辆计算，平均载客１．３人，且Ｐ＋Ｒ停车场换乘的车位数为５００个，预留给工作人员的车位数为２００个，则根据以下公式可得Ｐ＋Ｒ停车场的规模：ＳＰ＋Ｒ＝ＱＣ·ｓ－σ·ＮＣ＋（ｈＲ＋ｈＳ）·ｓ－＝８６７２０ｍ２式中，ＳＰ＋Ｒ为Ｐ＋Ｒ停车场的规模；ＱＣ为高峰小时换乘私家车的客流量；ｓ－为平均停车面积，取４０ｍ２；σ为车位周转率；ＮＣ为平均载客数；ｈＲ为私家车换乘市内交通预留车位数；ｈＳ为预留给工作人员车位数