淺談城市軌道交通換乘銜接優(yōu)化

曾孟婷

摘 要：列車運行圖是城市軌道交通行車組織的基礎，在講求客運服務質量的大環(huán)境下，對于運行圖的要求不僅僅局限于安全和效率。目前國內對于城市軌道交通換乘銜接優(yōu)化的研究大多數(shù)基于固定式、等間隔的行車開行計劃，本文將從乘客換乘角度出發(fā)，充分分析換乘客流換乘時間及等待時間，提出非均衡行車間隔運行圖編制方法對換乘客流候車時間進行優(yōu)化。結果表明當城市軌道交通采用非均衡行車間隔時，可有效縮短乘客平均換乘等待時間，從而提升換乘客流的服務體驗感。

關鍵詞：城市軌道交通;網絡化運營;換乘客流;列車運行圖;非均衡行車間隔

中圖分類號：U292 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）09-0214-02

隨著全國城市軌道交通的不斷發(fā)展，不僅北京、上海、廣州等城市領銜進入網絡化運營時代，南寧、青島、合肥等城市也都步入了網絡化運營。網絡化運營使整個城市軌道交通路網的通達性不斷增強，使得城市居民的出行更為便捷。與此同時，網絡化運營也給城市軌道交通運營企業(yè)帶來了挑戰(zhàn)，隨著路網結構日益復雜，換乘站也越來越多。在此環(huán)境下，把握軌道交通網絡換乘客流特征、合理制定列車開行計劃、提升客運服務質量等變成為了運行圖編制的突破點。

1影響換乘客流的因素

1.1客流種類

換乘站客流可大致分為：進站客流、出站客流和換乘客流[1]。換乘站內客流相比普通中間站的客流，除了普通的進出站客流，還有大量的線路間換乘客流，特別是與大客流線路相銜接的換乘站。此外，對于一些大型換乘樞紐，車站內的換乘客流要高于進出站客流。

1.2客流走行速度

在車站內進行換乘的客流，因條件不同，走行速度會有一定的差異性。主要體現(xiàn)在乘客特征、換乘設施、換乘環(huán)境等因素。通常同站臺換乘因換乘距離短，客流行走速度差異性不大;而通道換乘換乘距離長，客流行進速度受外界因素影響較大。

1.3客流方向差異

一般來說，城市軌道交通各條線路的客流量在不同的時間段內客流流向方方存在一定的差異性，本文中研究主要以大客流方向為主。

2列車組織影響分析

目前全國城市軌道交通列車開行計劃仍然處于固定行車間隔的階段，及在一定時間段內列車行車間隔不變。在這種模式下，由于列車周期性地到達換乘車站，所產生的換乘客流和出站客流也會以一定的周期集中到達車站，若這些客流在短時間內無法搭乘換乘列車離開，則乘客需要增加額外在站臺的等待時間，車站站臺會在一定時間內以積壓客流，且在一定時間內，換乘站的換乘客流在客流中占較大比例。

目前，城市軌道交通不論是在行車間隔、檢修修程、施工計劃等都講究均衡性，以保證運營的安全、準點。但隨著城市經濟、文化等多樣化的發(fā)展，乘客的出行需求也呈現(xiàn)多樣性變化，均衡性的行車開行計劃已逐漸不再適用。因此文本提出非均衡行車間隔的行車計劃制定理念，旨在縮短乘客平均換乘等待時間，提供更加個性化的運營服務，從而提高服務質量。

3換乘時間

根據(jù)乘客走行速度、換乘設施和換乘環(huán)境，在本文研究中進行以下假定：

（1）乘客走行速度。因乘客個體差異，乘客走行速度存在差異，直接影響乘客換乘時間。因此在進行換乘協(xié)調優(yōu)化時，需要充分考慮不同乘客的換乘時間。城市軌道交通乘客中青年占95%，老年人占5%，其青年是指12歲～35歲人員，中年是指36歲～60歲人員，老年是指高于60歲人員[2-3]。

乘客根據(jù)出行目的不同走行的速度也有較大差異。出行目的為上班的乘客走行速度往往要快于出門游玩的乘客，搭乘軌道交通前往火車站、高鐵站、機場的乘客走行速度也較快，但是隨身攜帶較大行李的乘客因受環(huán)境限制走行的速度會較慢于未攜帶行李的乘客。

（2）換乘設施。同站臺換乘時，換乘距離較短，乘客個體差異較小，此時假定換乘時間取同一值;通道換乘時，換乘距離較大，個體差異大，本文采用現(xiàn)場取樣調查，對調查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

（3）換乘環(huán)境?；谕ǖ罁Q乘的情況下，在平峰時期換乘客流較小，乘客行走受相互影響較小，換乘時間主要受到個人行走時間影響，本文采用現(xiàn)場取樣調查;高峰時期客流較大，換乘時間主要受到換乘設施影響，乘客行走受到相互制約，個人走行特征弱化，本文假定高峰時期換乘客流為一個整體，換乘時間取同一值。

4取樣調查

4.1樣本確定

本文中采取現(xiàn)場調查取樣的方法對某城市軌道交通換乘站乘客換乘時間進行隨機抽樣，樣本容量定為200個滿足數(shù)據(jù)分析的要求[1]。其中中青年乘客樣本量為190個，老年乘客樣本量10個。另外，本文根據(jù)視頻調查法，調查研究某城市換乘站換乘客流中攜帶行李的乘客占比如表1。

根據(jù)調查結果，平均占比值為6.21%，則攜帶行李乘客占換乘總人數(shù)6.21%，則樣本類型及數(shù)據(jù)確定為：中青年未攜帶行李乘客179人，中青年攜帶行李乘客11人，老年未攜帶行李乘客9人，老年攜帶行李乘客1人。本文中標記中青年未攜帶行李乘客為A類樣本，中青年攜帶行李乘客為B類樣本，老年未攜帶行李乘客為C類樣本，老年攜帶行李乘客為D類樣本。

4.2數(shù)據(jù)處理

根據(jù)取樣調查結果得出，不同類型乘客換乘時間存在明顯差異，乘客換乘按照時間長短統(tǒng)計。從調查結果可以得出，未攜帶行李的中青年乘客換乘時間明顯快于其他3類乘客，且人數(shù)比例占據(jù)換乘乘客的多數(shù)比例。當換乘時間取值為260s時，178名乘客能夠換乘成功，本文取該值作為乘客換乘時間進行換乘銜接優(yōu)化研究，即可滿足大多數(shù)乘客的換乘需求。

5優(yōu)化方案

5.1同站臺換乘優(yōu)化

本文中同站臺換乘時間取同一值，根據(jù)現(xiàn)場調查，某城市軌道交通同站臺換乘時間取值16s，即當換乘站各線路列車到達車站的時間相差16s時，乘客換乘時間最短。根據(jù)換乘站各線路換乘客流方向性及潮汐客流方向性，對于換乘站換乘優(yōu)化需要根據(jù)換乘客流方向，以保證大方向客流能夠成功完成換乘。再者根據(jù)各線路行車間隔的差異性，行車間隔密集的線路乘客候車時間較短，本文將不再進行低密度行車間隔往高密度換乘的情況進行優(yōu)化。

5.2通道換乘優(yōu)化

通道換乘，根據(jù)現(xiàn)場抽樣調查，某城市軌道交通通道換乘時間取值260s。平峰期，本文假設換乘站線路A行車間隔分別為7min、線路B行車間隔為8min，列車到達換乘站的時間差異乘周期性變化，周期為56min。則乘客等待時間呈周期性變化。

本課題假設T0時刻，A、B線路列車同時到達換乘站，乘客換乘時間為Th，T0時刻后A線路第1趟列車到達換乘站的時刻為T0+7′，B線路第1趟列車到達換乘站的時刻為T0+8′，乘客由B線路換乘至A線路站臺的時刻為T0+8′+Th，即為T0+8′+4′20″，后續(xù)列車以此類推。當?shù)竭_T0+56′時刻兩條線列車又將同時到達車站，兩條線列車到達換乘站的時間差呈周期性變化，乘客到達換乘站的時間呈周期性變化。

在一個周期內，假設T0時刻A線路到達的列車為第N趟列車，B線路到達的列車為第M趟列車，A線路通過列車為8列，B線路通過列車為7列，乘客換乘時間為260s，可計算：

當M=1時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+14′）-（T0+8′+4′20″）=1′40″，其中N取值為2;當M=2時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+21′）-（T0+16′+4′20″）=40″，其中N取值為3;當M=3時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+35′）-（T0+24′+4′20″）=6′40″，其中N取值為5;當M=4時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+42′）-（T0+32′+4′20″）=5′40″，其中N取值為6;當M=5時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+49′）-（T0+40′+4′20″）=4′40″，其中N取值為7;當M=6時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+56′）-（T0+48′+4′20″）=3′40″，其中N取值為8;當M=7時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+63′）-（T0+56′+4′20″）=2′40″，其中N取值為9，此時A線路列車已為下一周期的列車;當M=8，即進入下一周期的第一趟列車時，該趟車乘客換乘至A線路后的等待時間為：（T0+70′）-（T0+64′+4′20″）=1′40″，其中N取值為10，此時A線路列車已為下一周期的列車。

通過上述計算可以得出，乘客到達A線路后換乘等待時間仍然呈周期性變化。在一個周期內，乘客平均換乘等待時間為3′40″，本文將以乘客平均換乘等待時間作為優(yōu)化調整的基準，當乘客換乘等待時間大于平均換乘等待時間時，將通過調整該列車的到達換乘站的時間來對上述情況進行優(yōu)化，調整A線路部分列車到達換乘站時間，縮短乘客換乘等待時間。

參考文獻

[1] 劉劍.城市軌道交通換乘協(xié)調問題研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2015.

[2] 徐薔薇.城市軌道交通樞紐乘客個體出行行為分析及建模[D].北京：北京交通大學，2008.

[3] 陸化普.交通規(guī)劃理論與方法[M].北京：清華大學出版社，2006.