張曉璇 陳旭梅

（北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，100044，北京／／第一作者，碩士研究生）

隨著公交優(yōu)先政策的出臺(tái)以及人們環(huán)保意識(shí)的日益強(qiáng)化，道路公交、城市軌道交通等公共交通方式已成為城市交通的發(fā)展趨勢[1]。現(xiàn)代化的公共交通系統(tǒng)是由多種交通方式組成的多平面、多層次、立體化的客運(yùn)交通體系，尤其是大城市的公共交通系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，必須建立完善便捷的換乘系統(tǒng)，才能使公交系統(tǒng)充分發(fā)揮效率[2]。換乘節(jié)點(diǎn)不僅是連接城市各功能分區(qū)、實(shí)現(xiàn)交通方式轉(zhuǎn)換和不同線路間乘客換乘的功能體，它更為公交系統(tǒng)子系統(tǒng)間的有機(jī)銜接、協(xié)調(diào)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有利的條件。在換乘節(jié)點(diǎn)處，軌道交通與周圍公交站之間的換乘客流流量大，人口年齡結(jié)構(gòu)不同走行時(shí)間各異，而這對(duì)換乘系統(tǒng)的運(yùn)行效率具有重要影響。因此，要做到真正落實(shí)優(yōu)先發(fā)展公共交通，使公共交通吸引更廣泛的出行者，掌握換乘節(jié)點(diǎn)的客流走行特性規(guī)律，對(duì)解決客流換乘中存在的問題至關(guān)重要。

本文選擇典型交通樞紐，研究換乘客流的綜合走行時(shí)間隨時(shí)間變化的波動(dòng)情況。由于不同年齡層次、不同出行目的的乘客具有體力、行程路線的差異，相同換乘起訖點(diǎn)間的走行時(shí)間也是不同的。本文按照年齡層次、出行目的這兩種劃分角度，分別調(diào)查統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)的換乘走行人數(shù)和走行時(shí)間，然后分別加權(quán)計(jì)算走行時(shí)間，再獲得最后的綜合走行時(shí)間，并擬合出綜合走行時(shí)間隨時(shí)間變化的波動(dòng)曲線，總結(jié)規(guī)律、分析特征并得出結(jié)論。

1 調(diào)查對(duì)象的選擇

換乘距離與換乘時(shí)間是兩個(gè)相互影響的變量，二者成正比關(guān)系，一般來說距離越長，所用的時(shí)間也就越多。當(dāng)然影響換乘時(shí)間的因素很多，如乘客自身年齡、出行目的以及導(dǎo)向標(biāo)志設(shè)置等等。北京西直門站有地下的地鐵2號(hào)線車站，又有高架的城鐵13號(hào)線車站，還有地面的公交車站。通過對(duì)西直門站交通現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各種換乘方式中，軌道交通之間的換乘、軌道交通與道路公交之間的換乘是主要換乘方式，不僅換乘客流量大、換乘走行距離長，而且流線交叉嚴(yán)重、換乘過程耗時(shí)長，換乘效率亟待提高。因此選擇西直門站作為復(fù)雜客流的大型綜合交通樞紐的代表進(jìn)行調(diào)研。主要調(diào)查從西直門站A口至城鐵的直門公交站（以下簡稱公交站）換乘路經(jīng)上的客流。

2 換乘客流走行調(diào)查方案設(shè)計(jì)

2.1 調(diào)查目的

通過在工作日白天12h時(shí)段內(nèi)，對(duì)從西直門地鐵站A口出來換乘到公交站的客流人數(shù)、人口組成及相應(yīng)走行時(shí)間的實(shí)地調(diào)查，研究工作日中各類換乘客流人數(shù)及走行時(shí)間隨時(shí)間的變化情況，分析造成這種變化的原因，得出換乘走行特性。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

為了研究地鐵換乘道路公交的客流在兩站間的走行時(shí)間特性，具體調(diào)查內(nèi)容確定為三部分：①在工作日7：00－19：00（12h）（含早高峰、平峰和晚高峰）內(nèi)，換乘客流總?cè)藬?shù)隨時(shí)間的變化情況；②基于人口結(jié)構(gòu)劃分和出行目的劃分的換乘客流隨時(shí)間的變化情況；③換乘客流走行時(shí)間隨時(shí)間的變化情況。

按換乘客流人口年齡結(jié)構(gòu)的劃分如下：兒童（15歲以下獨(dú)立走行）、青年（15歲到35歲）、中年人（35歲到55歲）和老人（55歲以上獨(dú)立走行）；按出行目的劃分的換乘客流結(jié)構(gòu)如下：上下班或公務(wù)出行、上學(xué)、旅游（有箱包行李）、休閑購物。以上不同劃分的每種乘客在白天不同時(shí)間，在地鐵站與公交站之間的步行時(shí)間，即走行時(shí)間。

2.3 調(diào)查時(shí)間和調(diào)查位置設(shè)置

調(diào)查時(shí)段選擇為周二、周三兩個(gè)工作日，從7：00到19：00（12h）每隔半小時(shí)對(duì)西直門地鐵站A口到公交站的換乘客流的總?cè)藬?shù)、人口結(jié)構(gòu)組成及各自人數(shù)、不同年齡或出行目的的乘客的走行時(shí)間進(jìn)行調(diào)查。

通過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從西直門地鐵站A口走出的乘客，其去往位于西環(huán)廣場前的城鐵西直門公交站，首先要在圍欄內(nèi)走一段約30m的路程，然后再徑直走向公交站，為取捷徑，中途必然要經(jīng)過位于西環(huán)廣場西南角的一根支柱與大樓主體之間的空檔處。從地鐵站A口到公交站的目測距離為300m。調(diào)查者的所在位置選取此空檔處，此處視線較寬闊，向東可以望見在西直門地鐵站A口進(jìn)出的乘客流，向北又可以望見在城鐵西直門公交站上下的乘客流，便于調(diào)查時(shí)認(rèn)定在地鐵站與公交站之間換乘的乘客，并對(duì)他們的特性進(jìn)行研究。

調(diào)查位置在圖1中標(biāo)注，換乘客流走行路徑如圖1中折線所示。

圖1 調(diào)查位置及換乘客流走行線路示意圖

2.4 調(diào)查方法

換乘客流走行人數(shù)調(diào)查及走行時(shí)間調(diào)查流程圖如圖2、圖3所示。

圖2 換乘走行人數(shù)調(diào)查流程圖

圖3 換乘走行時(shí)間調(diào)查流程圖

從7：00到19：00期間，每隔半個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次調(diào)查統(tǒng)計(jì)。每次調(diào)查統(tǒng)計(jì)中，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，都分為四類換乘客流，所以需要8個(gè)人分工計(jì)數(shù)調(diào)查。換乘乘客的劃分類別歸屬通過觀察乘客形態(tài)特征結(jié)合上前詢問確認(rèn)的方式進(jìn)行。

在調(diào)查客流走行的過程中，需要分別統(tǒng)計(jì)按不同年齡和不同出行目的劃分的四類換乘客流的人數(shù)和換乘走行時(shí)間；按年齡或按出行目的統(tǒng)計(jì)出的四類客流人數(shù)之和即為總?cè)藬?shù)。

調(diào)查換乘客流人數(shù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)3min內(nèi)按某個(gè)換乘方向經(jīng)過調(diào)查地點(diǎn)在地鐵站與公交站之間走行的客流人數(shù)，其每分鐘均值可以由此求出，反映了兩站間的換乘客流通過能力。

調(diào)查不同換乘客流的走行時(shí)間采用跟蹤計(jì)時(shí)調(diào)查法。比如，調(diào)查某一青年從地鐵站到公交站的走行時(shí)間，從他從地鐵站A口出來開始計(jì)時(shí)，跟蹤并行，直到他到達(dá)公交站，停止計(jì)時(shí)，記錄其步行時(shí)間。其他類型乘客走行時(shí)間調(diào)查同理。

3 換乘客流走行的調(diào)查結(jié)果及分析

3.1 換乘客流總?cè)藬?shù)及其人口組成結(jié)構(gòu)

7：00到19：00期間換乘客流總?cè)藬?shù)的變化情況如圖4所示。按照年齡層次和出行目的劃分的換乘客流人口數(shù)量組成情況如圖5所示。其中7：00到10：00為早高峰，10：00到16：00為平峰，16：00到19：00為晚高峰。

圖4 白天換乘客流總?cè)藬?shù)變化圖

圖5 換乘客流組成結(jié)構(gòu)（按年齡層次與出行目的劃分）

從圖4、圖5可以看出，從西直門地鐵站換乘到城鐵西直門公交站的客流數(shù)量呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)性。早高峰與晚高峰對(duì)換乘客流數(shù)量的影響較為明顯。

在7：00到8：00一個(gè)小時(shí)的時(shí)段內(nèi)，換乘客流數(shù)量劇增，并達(dá)到早高峰換乘客流數(shù)量的最高點(diǎn)?？梢姶蠖鄶?shù)的上班族都在此時(shí)段出發(fā)、換乘趕往上班地點(diǎn)。由于居住在城區(qū)外環(huán)和郊區(qū)的工薪階層越來越多，而地鐵或輕軌出行方便快捷，同時(shí)地鐵2元低票價(jià)方案的實(shí)施，城市軌道交通已經(jīng)成為更多人上班出行公共交通工具的首選，這也使軌道交通換乘公交客流顯著增加。8：00到10：00期間，換乘客流數(shù)量從最高峰逐漸下降，到達(dá)較為穩(wěn)定的平峰期。到16：00時(shí)，又有增長的趨勢，18：00達(dá)到晚高峰的最高點(diǎn)。晚高峰峰值比早高峰略小，這與選擇乘坐其他交通工具、或者選擇更晚些出行有關(guān)。

從年齡層次劃分的角度對(duì)換乘客流的組成結(jié)構(gòu)分析，青年占了絕大部分，其次是中年，兩者之和占了總?cè)藬?shù)的96%。老人的人數(shù)不多，兒童（獨(dú)立出行）最少。這種結(jié)構(gòu)組成主要是因?yàn)榈罔F更受中青年乘客歡迎，老人群體相比于地鐵更傾向于道路公交方式，兒童若獨(dú)立出行也很少在地鐵與公交之間換乘。

從出行目的劃分的角度對(duì)換乘客流的組成結(jié)構(gòu)分析，上下班公務(wù)出行占總?cè)藬?shù)的50%以上，其次為休閑購物的人數(shù)，再次為旅游者，上學(xué)選擇此換乘方式的人數(shù)很少?？梢姷罔F與公交間換乘乘客主要為上班族；休閑購物者活動(dòng)范圍較大，也常需要換乘；探親旅游者往返于火車站或長途客運(yùn)站，部分人員會(huì)選擇這里的地鐵與公交樞紐的換乘接著趕往目的地；因?yàn)槭芫徒鼡裥Ｔ瓌t的影響，上學(xué)的學(xué)生活動(dòng)范圍有限，一般不需要此類換乘。

3.2 各種年齡層次的換乘客流走行時(shí)間

按年齡層次劃分，即將換乘客流分為兒童、青年、中年人和老人，其各自的換乘走行時(shí)間隨時(shí)間推移的變化情況，如圖6、圖7、圖8、圖9所示。

圖6 兒童走行時(shí)間變化圖

圖7 青年走行時(shí)間隨時(shí)間變化圖

從以上4幅圖中可以看出，青年、中年和老人的走行時(shí)間都隨著時(shí)間的變化表現(xiàn)出一定規(guī)律的波動(dòng)性；兒童由于人數(shù)少，分布不均勻，這里忽略它的規(guī)律性分析。

圖8 中年人走行時(shí)間變化圖

圖9 老人走行時(shí)間變化圖

青年人的走行時(shí)間波動(dòng)最大。其走行在早高峰期間用時(shí)最少，基本保持在90s左右，這是大部分青年趕時(shí)間上班的結(jié)果。在12：30前的平峰時(shí)期，青年人走行時(shí)間較長，因?yàn)榇藭r(shí)休閑購物的乘客較多，不存在趕時(shí)間的問題。在13：00到13：30出現(xiàn)了一個(gè)走行較快的時(shí)期，原因是部分人上班或購物歸來中午回家。之后的平峰期走行恢復(fù)到較慢的狀態(tài)。晚高峰到來，走行時(shí)間逐步下降，后來又保持較穩(wěn)定狀態(tài)。

中年人的走行時(shí)間雖有波動(dòng)，但沒有青年人的那么明顯。整體也是早高峰走行較快，平峰期較慢且波動(dòng)較小，而晚間高峰期走行又加快。

老人的整體走行時(shí)間是最長的。平均在120s左右。沒有早晚高峰的明顯波動(dòng)，但在11：00和11：30，以及16：00到17：30也呈現(xiàn)出走行較快，原因是多數(shù)老人在此時(shí)換乘盡早結(jié)束自己的出行，趕回家準(zhǔn)備晚飯。

3.3 各種出行目的的換乘客流走行時(shí)間

按出行目的劃分，即將換乘客流分為上下班或公務(wù)出行、上學(xué)出行、旅游出行和休閑購物出行，其各自的換乘走行時(shí)間隨時(shí)間推移的變化情況，如圖10、圖11、圖12、圖13所示。

從以上4幅圖中可以看出，上下班或公務(wù)出行和休閑購物出行的換乘乘客的走行時(shí)間也表現(xiàn)出一定規(guī)律的波動(dòng)性；旅游出行的乘客整體走行時(shí)間較長，是因?yàn)橥献欣畈环奖憧煨?，出行時(shí)間往往與火車或城際客車出發(fā)或到達(dá)的時(shí)間有關(guān)；上學(xué)出行選擇地鐵與公交換乘的人數(shù)較少，但仍有早、晚高峰時(shí)期走行快的特點(diǎn)。

圖10 上下班或公務(wù)出行走行時(shí)間變化圖

圖11 上學(xué)出行走行時(shí)間變化圖

圖12 旅游出行走行時(shí)間變化圖

圖13 休閑購物出行走行時(shí)間隨時(shí)間變化圖

上下班或公務(wù)出行的換乘乘客在早晚高峰的走行時(shí)間都較平峰短很多，早高峰平均為90s，晚高峰平均100s，這是由于趕時(shí)間上班或回家的原因。在平峰期走行較慢，因?yàn)榇藭r(shí)因公務(wù)出行的人大部分沒有趕時(shí)間的必要。

由于北京大部分商場10：00開門，休閑購物的出行者在此之間的走行都是比較慢的，在下班的晚高峰期間及之后，因?yàn)樘焐珴u黑趕著回家，出現(xiàn)走行較快的現(xiàn)象。

4 綜合換乘客流走行時(shí)間計(jì)算與曲線擬合

4.1 綜合換乘客流走行時(shí)間的計(jì)算

按年齡層次劃分，用加權(quán)法計(jì)算：

走行時(shí)間1＝（兒童人數(shù)×兒童走行時(shí)間＋青年人數(shù)×青年走行時(shí)間＋中年人數(shù)×中年人走行時(shí)間＋老年人數(shù)×老人走行時(shí)間）／（兒童人數(shù)＋青年人數(shù)＋中年人數(shù)＋老年人數(shù)）。

按出行目的劃分，用加權(quán)法計(jì)算：

走行時(shí)間2＝（上下班或公務(wù)出行人數(shù)×上下班或公務(wù)出行走行時(shí)間＋上學(xué)出行人數(shù)×上學(xué)走行出行時(shí)間＋旅游出行人數(shù)×旅游出行走行時(shí)間＋休閑購物出行人數(shù)×休閑購物出行走行時(shí)間）／（上下班或公務(wù)出行人數(shù)＋上學(xué)出行人數(shù)＋旅游出行人數(shù)＋休閑購物出行人數(shù)）。

計(jì)算得到兩條換乘客流走行時(shí)間隨時(shí)間推移的變化線，如圖14所示。

圖14 換乘客流走行時(shí)間隨時(shí)間變化圖

從圖中可以看出，兩種劃分方式得到的走行時(shí)間曲線非常相近，波動(dòng)規(guī)律也是一致的。但是，仍需要對(duì)兩者進(jìn)行調(diào)整統(tǒng)一。

4.2 綜合換乘客流走行時(shí)間的曲線擬合

綜合兩種換乘客流特征，推算得出各時(shí)段換乘客流的綜合換乘客流走行時(shí)間。用平均計(jì)算法調(diào)整兩種劃分方式所得的走行時(shí)間。即：綜合走行時(shí)間＝（走行時(shí)間1＋走行時(shí)間2）／2。計(jì)算得到換乘客流綜合走行時(shí)間隨時(shí)間推移的變化圖。

對(duì)綜合換乘客流走行時(shí)間進(jìn)行曲線擬合，把它看作一個(gè)多階（6階）函數(shù)，得到的函數(shù)圖線與實(shí)際圖線較為接近。以7：00時(shí)為x＝1，每過半小時(shí)x增加1，即7：30時(shí)x＝2，8：00時(shí)x＝3，以此類推；y為調(diào)整后的綜合換乘客流走行時(shí)間，單位為s。該函數(shù)式見圖15。

對(duì)擬合函數(shù)與實(shí)際走行時(shí)間函數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析計(jì)算，相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：，得到兩者的相關(guān)系數(shù)為0.973 666，相關(guān)度較高，基本符合需求，擬合有效。

圖15 綜合換乘走行時(shí)間的函數(shù)擬合

所以，在工作日白天12h時(shí)段內(nèi)換乘走行時(shí)間的時(shí)變曲線，可以看作為一個(gè)如上所示的6階函數(shù)。在城市軌道交通與道路公交換乘銜接的研究中，換乘走行時(shí)間不應(yīng)過于簡化處理，本研究中分析其隨時(shí)間變化所呈現(xiàn)出的較規(guī)律的波動(dòng)特性，更加科學(xué)、貼合實(shí)際，對(duì)今后進(jìn)一步的換乘研究具有積極的探索性意義。由于西直門地鐵站A口與城鐵西直門公交站之間的乘客換乘走行相對(duì)典型，其換乘走行的基本規(guī)律也代表了大部分軌道交通與道路公交之間的換乘客流走行情況。

5 結(jié)語

由于換乘客流組成中，按年齡層次劃分青年、中年占大多數(shù)；按出行目的劃分上下班或公務(wù)出行、休閑購物、旅游占大多數(shù)，數(shù)量依次遞減。對(duì)這幾種客流走行時(shí)間與綜合換乘走行時(shí)間比較情況如圖16及圖17所示。

圖16 中、青年走行時(shí)間與綜合走行時(shí)間的比較

通過分析得到以下結(jié)論：

（1）換乘客流的走行時(shí)間是隨著時(shí)間的變化而變化的。整體表現(xiàn)為早晚高峰期走行時(shí)間較短，平峰期走行時(shí)間較長。軌道交通與道路公交之間換乘銜接的運(yùn)營調(diào)度需要對(duì)此加以考慮。

圖17 不同出行目的走行時(shí)間與綜合走行時(shí)間的比較

（2）乘客走行時(shí)間特點(diǎn)在早高峰期間，表現(xiàn)為中、青年，或上下班或公務(wù)出行走行較快、用時(shí)較短；在平峰期間，表現(xiàn)為中、青年，或休閑購物者走行較慢、用時(shí)較長；在晚高峰期間，表現(xiàn)為中、青年，或上下班或公務(wù)出行及休閑購物者走行較快、用時(shí)較短。

（3）旅游探親出行的換乘乘客整體的走行時(shí)間都較長，占有一定數(shù)量但比例不高。在節(jié)假日前后可以考慮此類乘客的走行特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)大軌道交通列車與道路公交間換乘協(xié)調(diào)的到站間隔時(shí)間，盡量保證大部分的換乘客流——旅游探親者在換乘時(shí)的協(xié)調(diào)銜接。

（4）雖然社會(huì)老齡化趨勢明顯，但由于目前老年人更傾向于道路公交等交通方式，選擇乘坐地鐵的人數(shù)有限，所以在樞紐設(shè)計(jì)管理方面暫時(shí)考慮這一點(diǎn)。但從城市軌道交通普及的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，還是要為老年人乘坐或換乘的特殊性留有空間。

城市軌道與道路公交的換乘銜接是加快城市公共交通一體化進(jìn)程的重要環(huán)節(jié)，本文通過對(duì)換乘走行特性分析以及得出結(jié)論，希望為換乘站銜接規(guī)劃及運(yùn)行管理提供量化依據(jù)，從而最終使城市公共交通系統(tǒng)發(fā)展更加協(xié)調(diào)與完善。

[1]王有為.城市公共交通樞紐規(guī)劃研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2001.

[2]鄧衛(wèi).城市公共交通換乘系統(tǒng)研究[D].南京：東南大學(xué)，2004.

[3]謝立宏.城市軌道交通與快速公交換乘時(shí)間銜接分析[J].城市軌道交通研究，2010（6）：63.