程 濤 周 峰 酈海通

(1.西安市地下鐵道有限責(zé)任公司 西安710016;2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實驗室 上海201804;3.同濟(jì)大學(xué)智能交通高等研究院 上海201804;4.駐上海鐵路局軍代處 上海200079)

2014年4月1日起實施的GB/T 30013—2013《城市軌道交通試運(yùn)營基本條件》要求，運(yùn)營單位應(yīng)組織開展擬開通試運(yùn)營線路的客流預(yù)測，為制定行車組織方案提供依據(jù)［1］。為確保西安地鐵2號線南段達(dá)到開通試運(yùn)營基本條件，運(yùn)營單位自主開展了既有運(yùn)營線延長線路開通初期的客流預(yù)測。通過客流預(yù)測工作的設(shè)計、組織及實施，為2號線南段開通的運(yùn)輸計劃提供了依據(jù)，同時也為今后新線的客流預(yù)測、評估及開通積累了經(jīng)驗。

1 西安地鐵運(yùn)營線路概況

2011年9月16日，西安地鐵2號線首通段投入運(yùn)營(運(yùn)營里程19.9 km，運(yùn)營車站17座);2013年9月15日西安地鐵1號線投入運(yùn)營(運(yùn)營里程24.8 km，運(yùn)營車站19座，含換乘車站1座)。西安地鐵運(yùn)營線網(wǎng)44.7 km，運(yùn)營車站36座(含換乘站1座)，日均客運(yùn)量達(dá)到76萬人次/d，客運(yùn)強(qiáng)度1.70萬人次/(d·km)。

2號線一期南段工程長6.3 km，含三爻、鳳棲原、航天城、韋曲南4座車站以及一個停車場，于2014年6月16日貫通試運(yùn)營。

2 2號線南段沿線用地及客流情況分析［2-6］

2.1 三爻站

三爻站站位所在地為多層磚混民房，車站西側(cè)主要為三森國際家具城、陜西師范大學(xué)南苑學(xué)院等，東側(cè)為東三爻、勞教所、西安華中科技學(xué)院、喜加喜酒廠、泰山旅游汽車公司等。該站的主要用地是居住用地，目前的主要客流是來自長安南路兩側(cè)的上下班客流和部分學(xué)生客流、從商客流。未來該站點(diǎn)所吸引的客流主要是到行政區(qū)辦公客流及辦事客流等。

2.2 鳳棲原站

鳳棲原站位于鳳棲路與北長安街十字交叉口，站位所在路口西北側(cè)為商廈、吉豐小區(qū)等，東北側(cè)為餐飲商鋪、長安北里王骨科醫(yī)院及長安區(qū)南五臺旅游開發(fā)公司，西南側(cè)為中國銀行長安區(qū)支行、中流商務(wù)中心，東南側(cè)為兩層門面房。北長安街為長安區(qū)的南北主干道，道路較窄，兩側(cè)建筑物比較密集，車流量較大。鳳棲原站點(diǎn)服務(wù)區(qū)內(nèi)的規(guī)劃用地主要是居住、教育科研及廣場/停車場等。未來該站點(diǎn)所吸引的客流主要是進(jìn)出鳳棲原站的上下班客流、購物休閑客流等。

2.3 航天城站

航天城站位于南長安街與東長安街十字路口南側(cè)，車站東側(cè)為6層辦公樓、區(qū)建設(shè)局、長安區(qū)政府、長安區(qū)客運(yùn)公司、區(qū)人民檢察院、西安市公路局長安公路管理段等，車站西側(cè)主要為4～6層辦公樓，1～2層為商鋪、長安區(qū)公路管理站、西安華英汽車駕駛培訓(xùn)學(xué)校及西安市長安區(qū)時代職業(yè)技能學(xué)校等。該站點(diǎn)所吸引的客流主要是到高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)的上下班客流、到秦嶺北麓的旅游客流以及學(xué)生客流等。

2.4 韋曲南站

韋曲南站位于大學(xué)路與南長安街十字交叉口南側(cè)，站位東側(cè)為長安區(qū)殘疾人勞動就業(yè)服務(wù)所、長安區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室、長安區(qū)氣象局、高炮團(tuán)等，車站西側(cè)為已開發(fā)的新星小區(qū)、新田小區(qū)及長安西寨舊貨市場。該站所吸引的客流主要是進(jìn)出韋曲鎮(zhèn)站的上下班客流、旅游客流、購物休閑娛樂客流及學(xué)生客流等。

3 預(yù)測基礎(chǔ)

3.1 來自AFC的現(xiàn)狀軌道交通客流特征

通過構(gòu)建AFC(自動售檢票)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法，獲得精細(xì)化的現(xiàn)狀軌道交通客流數(shù)據(jù)，主要用于現(xiàn)有軌道客流特征分析，作為南延段客流分析預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的處理利用了大數(shù)據(jù)思想，即將AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)與ATS(automatic train supervision，自動列車監(jiān)控系統(tǒng))數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，每條出行記錄包含了72個字段屬性，數(shù)據(jù)精確到每一個乘客在地鐵系統(tǒng)中從站廳到站臺再到乘車直至出站的完整的行為特征。

3.2 調(diào)查獲得南段區(qū)域客源出行特征

2014年3月22日至3月25日，在1、2號線沿線35座車站開展了面向乘客的問卷調(diào)查工作;共154人參與了調(diào)查，取得4.6萬份問卷，主要針對不同年齡、性別、職業(yè)的乘客出行時的出發(fā)地、目的地、出行目的、上下車站點(diǎn)、每周地鐵出行頻率、出行到達(dá)地鐵站及離開地鐵站后的交通接駁方式以及所花費(fèi)的時間進(jìn)行調(diào)查。通過本次調(diào)查，掌握西安市居民現(xiàn)狀、地鐵出行需求規(guī)模、基本特征和流動規(guī)律，為南段客源出行OD、上下站分析及站點(diǎn)服務(wù)范圍分布模型提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.3 調(diào)查獲得南段公交客流特征

2014年4月，設(shè)計、實施了南段沿線的公交客流調(diào)查，分別選取了4月20日(周日)和4月21日(周一)的早晚高峰、平峰等3個時段，對2號線南段沿線常規(guī)公交的客流進(jìn)行了調(diào)查。主要分為斷面客流調(diào)查、公交站點(diǎn)上下車人數(shù)調(diào)查和公交線路車型調(diào)查3個方面，調(diào)查起點(diǎn)為吳家墳公交站，終點(diǎn)為徐家寨公交站，全線共設(shè)了40個站點(diǎn)、9個斷面，配備了76個調(diào)查小組，每組3人，共228名調(diào)查員參與了該次調(diào)查。發(fā)放調(diào)查表4萬份，最終取得有效數(shù)據(jù)3.5萬份。通過調(diào)查，獲取南段公交客流特征，為南段沿線各站點(diǎn)客流分布及各區(qū)段斷面流量的現(xiàn)狀提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4 客流規(guī)律分析

4.1 南段人口就業(yè)崗位分布［7-8］

2號線南段輻射區(qū)域100 km1，常住人口21萬人，就業(yè)崗位5.7萬個，另有高校學(xué)生6.5萬人。居住人口分布在長安路沿線，人口密度較高，就業(yè)崗位主要集中在三環(huán)沿線，人口密度分布及崗位密度分布情況如圖1、2所示。

圖1 南段人口密度分布

圖2 南段崗位密度分布

4.2 南段客流來源分布

工作日客源出發(fā)地主要集中在長安路沿線和三環(huán)路周邊，目的地集中于既有軌道站點(diǎn)周邊區(qū)域。節(jié)假日南段客源出發(fā)地主要集中于三環(huán)路沿線與大學(xué)城區(qū)域，目的地則由軌道站點(diǎn)周邊向外圍拓展，南段客源出發(fā)及終到情況如圖3～圖6所示。

圖3 南段客源出發(fā)地(工作日)

圖4 南段客源出發(fā)地(節(jié)假日)

圖5 南段客源目的地(工作日)

4.3 南段客流出行OD分布

因工作日、節(jié)假日出行目的構(gòu)成不同，兩者的出行OD差異也較大［9］。根據(jù)既有線35座車站乘客出行的調(diào)查統(tǒng)計分析，現(xiàn)有客流中南段(出行起、終點(diǎn)位于南延段周邊區(qū)域)工作日2.2萬人次/d，約占整體客流的4%;節(jié)假日2.85萬人次/d，約占整體客流的4.5%。地鐵客流中南段乘客，工作日早高峰時段軌道交通方式出行呈現(xiàn)較高聚集特征，早高峰小時系數(shù)0.1，略高于整體平均水平0.09，工作日早高峰時段南段客流比重也達(dá)到4.7%。

圖6 南段客源目的地(節(jié)假日)

通過分析發(fā)現(xiàn)，不同時間段、不同目的的出行OD特征不同，工作日和節(jié)假日以上班、上學(xué)、公務(wù)為目的的出行OD點(diǎn)主要集中在未央?yún)^(qū)和新城區(qū)，節(jié)假日以生活為目的的出行OD點(diǎn)主要集中在雁塔區(qū)和新城區(qū)。

4.4 南段客流上下車站分布

南段客流在不同時段選擇現(xiàn)狀軌道交通上下車的車站呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)［10］。根據(jù)客流調(diào)查數(shù)據(jù)，目前南段客流上車最多的車站為會展中心站，其次是小寨站;南段客流下車最多的車站為鐘樓站，其次為鳳城五路站、后衛(wèi)寨站、紡織城站等;南段客流大多為長途旅客。

5 客流預(yù)測分析

5.1 研究目的與預(yù)測年限

2號線南段于2014年6月開通試運(yùn)營，以此日期為預(yù)測年限，主要為試運(yùn)營階段的行車組織與客運(yùn)管理提供支撐。

5.2 軌道站點(diǎn)客流量預(yù)測

車站的進(jìn)出站客流采用多元線性回歸模型進(jìn)行預(yù)測分析［11］，模型以既有35個車站的現(xiàn)狀進(jìn)出站客流作為因變量，以車站周邊1 km半徑內(nèi)人口及分類崗位作為自變量，進(jìn)行模型標(biāo)定。各車站不同時段客流預(yù)測見表1。

5.3 軌道客流出行OD預(yù)測

南段客流出行OD以居民出行調(diào)查中南段客源交通小區(qū)間出行OD為基礎(chǔ)，通過標(biāo)定站點(diǎn)服務(wù)范圍模型和軌道乘距模型分離出軌道客流站間出行OD。

5.3.1 站點(diǎn)服務(wù)范圍分布

在乘客出行特征調(diào)查中，以出發(fā)地、目的地、到離軌道站點(diǎn)的距離分布為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，標(biāo)定負(fù)指數(shù)型回歸模型，用以預(yù)測南段居民從出發(fā)地到軌道站點(diǎn)的選擇行為。

表1 站點(diǎn)客流預(yù)測

軌道交通乘客出行特征調(diào)查顯示，站點(diǎn)周邊2 km范圍的乘客僅占地鐵客流的50%左右，80%的地鐵客流來自站點(diǎn)周邊5 km范圍，說明目前西安地鐵的服務(wù)范圍為站點(diǎn)周邊5 km。

5.3.2 軌道乘距分布模型

以AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)中乘客乘車距離及乘站數(shù)量分布特征為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，標(biāo)定回歸模型，用以預(yù)測南段居民特定出行OD，選擇軌道交通方式的權(quán)重因子。模型標(biāo)定結(jié)果如圖7所示。

圖7 軌道乘距分布模型標(biāo)定

5.4 預(yù)測結(jié)果分析

5.4.1 客運(yùn)量

根據(jù)南段沿線土地開發(fā)與現(xiàn)有南段來源客流特征，預(yù)計南段試運(yùn)營初期(2014年6月)客流強(qiáng)度約為:工作日1.21萬人次/km，節(jié)假日1.46萬人次/km，略高于現(xiàn)狀1號線水平。預(yù)計南段客流規(guī)模為:工作日7.5萬人次/d(現(xiàn)狀2.77萬人次/d)，節(jié)假日9.1萬人次/d(現(xiàn)狀3.63萬人次/d)。

結(jié)合現(xiàn)狀南段軌道交通客流特征，預(yù)計開通初期軌道線網(wǎng)客流規(guī)模:常規(guī)工作日將達(dá)到80萬人次/d，較現(xiàn)狀增長約8萬人次;常規(guī)節(jié)假日將達(dá)到90萬人次/d，較現(xiàn)狀增長約9萬人次。

由于南段屬于骨干線路向外圍區(qū)域延伸，2號線總體客流強(qiáng)度較現(xiàn)狀有所降低，考慮新線開通及客流培育期的自然增長因素，線網(wǎng)整體客流強(qiáng)度與現(xiàn)狀相當(dāng)?？瓦\(yùn)量預(yù)測結(jié)果見表2。

表2 2號線南段客運(yùn)量預(yù)測

5.4.2 斷面客流

通過從目前AFC數(shù)據(jù)中提取的客流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別形成工作日全天、工作日早高峰、工作日晚高峰、節(jié)假日全天、節(jié)假日晚高峰等站間OD數(shù)據(jù)?？紤]到在開通時站間OD存在一定的自然增長規(guī)律，因此在充分總結(jié)穩(wěn)定期客流增長情況的基礎(chǔ)上，將開通時的站間OD賦予一定的增長系數(shù)。最后結(jié)合南段預(yù)測OD、現(xiàn)狀A(yù)FC站間OD、現(xiàn)狀南段OD等數(shù)據(jù)，預(yù)測出南段開通時的雙線斷面客流(見圖8)。

5.4.3 南段開通前后客流變化特征分析

南段開通后對2號線既有北段的影響不大，對南段影響較大，其中客流量增加的車站主要集中在鐘樓、小寨、南稍門，會展中心客流量將有所降低，具體對比見圖9。

6 結(jié)論

在AFC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析出來的軌道交通客流特征現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，通過設(shè)計、實施軌道交通乘客出行特征調(diào)查，獲得目前軌道客流中南段區(qū)域客源出行特征;通過設(shè)計、實施南段沿線公交客流調(diào)查，獲得南段公交客流特征;通過標(biāo)定車站客流與土地利用、到離站交通距離與地鐵車站選擇、合理軌道乘距等數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用在既有客流規(guī)律基礎(chǔ)上的趨勢推演法，預(yù)測出2號線南段開通后4個車站的客運(yùn)量及斷面客流及開通后對現(xiàn)有軌道交通客流的影響等，為2號線南段開通行車組織及車站客運(yùn)組織提供數(shù)據(jù)支撐。

圖8 2號線南段斷面客流預(yù)測

圖9 開通前后客流量對比

［1］GB/T 30013—2013城市軌道交通試運(yùn)營基本條件［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

［2］長安大學(xué).2011年西安市居民出行調(diào)查報告［R］.西安，2011.

［3］西安市地下鐵道有限責(zé)任公司.西安市城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃［R］.西安，2005.

［4］西安市地下鐵道有限責(zé)任公司.西安市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2006—2015)［R］.西安，2005.

［5］西安市地下鐵道有限責(zé)任公司.西安市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃調(diào)整(2006—2016)［R］.西安，2010.

［6］西安市地下鐵道有限責(zé)任公司.西安市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2012—2018)［R］.西安，2013.

［7］西安市規(guī)劃局.西咸一體化建設(shè)規(guī)劃(2007—2020)［R］.西安，2007.

［8］西安市規(guī)劃局.西安市城市總體規(guī)劃(2008—2020)［R］.西安，2004.

［9］馬小毅，金安，劉明敏，等.廣州市軌道交通客流特征分析［J］.城市交通，2013，11(6):35-42.

［10］張秀媛.城市軌道交通客流分析［M］.北京:北京交通大學(xué)出版社，2011.

［11］何九冉，四兵鋒.EMD－RBF組合模型在城市軌道交通客流預(yù)測中的應(yīng)用［J］.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2014，36(10):87－92.