城市轨道交通客流特征分析

西南交通大学
硕士学位论文
城市轨道交通客流特征分析
姓名：张成
申请学位级别：硕士
专业：交通运输规划与管理指导教师：张殿业
20061201
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■■＝，■■■■ｈ■■＾Ｅｍ日ｔ■～■■：■■ｉＥｍｉｌ■■‘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）
ｍａｘ驴—ｘ，ｐｍ“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１３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）
ｐｍⅨ
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㈦恻‘㈥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１５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５０％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ｐａｒｋ＆ｒｉｄｅ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１０ｒａｉｎ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１１．１６ｍｉｎ，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
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：
①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。

②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。

③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【４６】
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（２３（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＝ｍａｘ（Ｕ，（Ｔ）Ｉｉ∈ｍ）（２—４）城市中公交汽车的一般旅行速度１５—２０ｋｍ／ｈ，低于轨道交通的３５—４０ｋｒｎ／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２．１２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。