基于“點(diǎn)-線-網(wǎng)”的蘇州地鐵客流成長規(guī)律研究

陸文學(xué),高國飛,黃兆察

(1.蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司，蘇州 215004；2.北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037；3.北京交通大學(xué)，北京 100044)

0 引言

城市軌道交通作為城市內(nèi)部交通的主要骨架，在其建設(shè)漸入高潮的同時運(yùn)營難度也呈指數(shù)倍增長.了解軌道交通網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前客流發(fā)展所處發(fā)展區(qū)位，有利于合理調(diào)配運(yùn)營管理資源和引導(dǎo)客流需求發(fā)展.為此，軌道交通發(fā)展過程中的城市軌道交通客流成長階段及規(guī)律亟待研究.在現(xiàn)有的研究中，王靜等[1]以北京市軌道交通系統(tǒng)IC卡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從線網(wǎng)規(guī)模、線位、線網(wǎng)布局等方面歸納了軌道交通線路及線網(wǎng)客流成長的一般規(guī)律；閆銘[2]等根據(jù)深圳軌道交通3期工程的運(yùn)營實際，從“網(wǎng)、線、點(diǎn)”3個層面綜合分析軌道交通客流發(fā)展規(guī)律和時空分布特性；馬小毅等[4]根據(jù)廣州市軌道交通資料，從網(wǎng)絡(luò)、線路和車站3個層面探討了軌道交通從單線向網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變過程中的客流規(guī)律和成長規(guī)律；陳必壯等[5]分析了10年來上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展過程中的客流變化規(guī)律；劉劍鋒等[3]對北京、上海、廣州、深圳等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流特征及成長規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié).從已有的研究可看出，軌道交通客流是一個動態(tài)發(fā)展的過程[6-8].隨著軌道交通建設(shè)和運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)化，不同層次的軌道交通客流特征將動態(tài)變化，合理準(zhǔn)確地描述蘇州網(wǎng)絡(luò)-線路-車站層面的客流特征極為重要.

蘇州市軌道交通第1條地鐵線開通于2012年，根據(jù)2018年批復(fù)的軌道交通3期工程建設(shè)規(guī)劃，6、7、8、S1號線開通后，加之2016年開工建設(shè)的5號線，蘇州軌道交通規(guī)模將增加至9條線路全面進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營時代，網(wǎng)絡(luò)化效益凸顯.隨著軌道交通網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，線網(wǎng)、線路客流特征均發(fā)生了不同程度的變化，不同線路、不同區(qū)域、不同方向、不同車站、不同時段都呈現(xiàn)出不同的客流特征.在不同網(wǎng)絡(luò)上，多線路換乘所帶來的規(guī)模效應(yīng)需要得到分析；在不同線路上，隨著新線的開通各線路的客流強(qiáng)度、斷面客流呈現(xiàn)不同的形式和特征；在不同車站上，車站的進(jìn)出站客流也演化出不同的波動規(guī)律，不同換乘車站的換乘特點(diǎn)也各有千秋.因此，文本將從“網(wǎng)絡(luò)-線路-車站”3個視角，對蘇州軌道交通網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展過程中的客流變化規(guī)律進(jìn)行研究，為軌道交通線網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)營組織提供支持.

1 全網(wǎng)客流特征

近年來，隨著蘇州地鐵新線的開通運(yùn)營，蘇州軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流總量逐步呈現(xiàn)規(guī)模效益，換乘客流量和全網(wǎng)旅客平均運(yùn)距快速增長.由于2020—2021年受疫情影響，蘇州城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)客流處于非正常調(diào)整狀態(tài)，因此本文并不對該時期進(jìn)行重點(diǎn)分析，該特殊場景應(yīng)另選方法進(jìn)行分析.

網(wǎng)絡(luò)客流特征著眼于網(wǎng)絡(luò)客流總量、換乘客流總量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的變化特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)客流的規(guī)模效益，全網(wǎng)換乘流和換乘系數(shù)的變化情況，周轉(zhuǎn)量與平均運(yùn)距的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行分析.

1.1 客流總量

蘇州全網(wǎng)2012—2019年網(wǎng)絡(luò)客流量年增長趨勢如圖1所示.由圖可知，伴隨著新線路開通，全網(wǎng)的客流量逐步呈現(xiàn)規(guī)模效益.2012年以來，客流均呈上升趨勢，2012年1號線的開通，客流出現(xiàn)1個短暫的培育期，到了2013年，年客運(yùn)量達(dá)4 900萬人次，增幅達(dá)到91%；隨著2號線、4號線分別再2014年、2017年的開通運(yùn)營，客流增幅分別達(dá)到137%和49%，客流增長迅速；直至2019-12-25 3號線開通，全網(wǎng)年客運(yùn)量超過3億人次.

1.2 換乘客流量與換乘系數(shù)

隨著軌道交通線路的不斷建設(shè)和投入運(yùn)營，線路之間交叉互連形成網(wǎng)絡(luò)，線路之間的耦合度會越來越高，換乘客流所占的比例不斷增大，線路之間相互補(bǔ)充相互推動，整個軌道交通網(wǎng)絡(luò)的換乘客流呈大幅度增長趨勢.

目前蘇州軌道交通共有4條線路，9個換乘站，存在線路分方向的換乘客流.日均換乘量和換乘系數(shù)的統(tǒng)計如圖2所示，圖中虛線為近年來換乘量的擬合曲線，從該線可看出，蘇州軌道交通換乘客流增長呈指數(shù)型增長.2013年12月2號線開通，線網(wǎng)換乘量處于較低水平，但換乘系數(shù)達(dá)到了0.25；2014年2號線開通的第1年，日均換乘量達(dá)到5.32萬人，換乘系數(shù)在2014—2016年小幅增長，2016年日均換乘量8.19萬人，換乘系數(shù)達(dá)到0.20；4號線開通后，換乘車站的增加，2017年日均換乘量陡升至17.83萬人，同比去年增長158%，換乘系數(shù)達(dá)到0.31.2018年日均換乘量25.16萬人，同比2017年增長19%，2019年日均換乘量29.27萬人，同比2018年增長47%，保持穩(wěn)步增長趨勢.

1.3 周轉(zhuǎn)量與平均運(yùn)距

線路的平均運(yùn)距即為該線路乘客的平均乘行距離，是衡量城市軌道交通線路運(yùn)營的1個重要指標(biāo).換乘客流的增加帶來全網(wǎng)的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量和平均運(yùn)距不斷增加.

隨著蘇州軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大(圖3)，使線網(wǎng)對客流吸引力越來越強(qiáng)，線網(wǎng)平均乘距呈持續(xù)上升趨勢.在2號線開通初期，線網(wǎng)的平均運(yùn)距稍有下降，但周轉(zhuǎn)量增幅顯著，客流穩(wěn)定后，線網(wǎng)的周轉(zhuǎn)量和平均乘距保持一定的增長.2015—2016年，平均運(yùn)距維持在9 km左右，日均客運(yùn)周轉(zhuǎn)量在280萬人km左右，增幅較?。浑S著4號線的開通，客運(yùn)周轉(zhuǎn)量大幅增長，2017年日均運(yùn)周轉(zhuǎn)量接近500萬人km，平均運(yùn)距接近10 km；2019年3號線開通，由于新線開通帶來的客流還未完全成型，線網(wǎng)平均運(yùn)距有所下降，但日均客運(yùn)周轉(zhuǎn)量突破700萬人km.

2 線路客流特征

線網(wǎng)客流特征著眼于線路客流強(qiáng)度和斷面客流特征，對各線路的運(yùn)量與建設(shè)規(guī)模的關(guān)系變化進(jìn)行分析，并在高峰和全日2個視角下分析各線路的斷面客流變化情況進(jìn)行描述.

2.1 客流強(qiáng)度

客流強(qiáng)度是指單位長度承載的客運(yùn)量，反映客運(yùn)總量與建設(shè)規(guī)模的關(guān)系.客運(yùn)強(qiáng)度一般會受不同類型新線的影響產(chǎn)生波動，但總體仍保持持續(xù)增長的態(tài)勢.通常郊區(qū)線或輔助線的加入會促使全網(wǎng)客運(yùn)強(qiáng)度短時期下滑，而骨干線路(尤其是環(huán)線)的加入則會迅速拉升全網(wǎng)客流強(qiáng)度.同時，不同線路間的客流強(qiáng)度變化趨勢也不同，圖4是2013—2019年蘇州軌道交通客流強(qiáng)度變化圖.

2號線開通前1號線的客流強(qiáng)度為0.51萬人/km，2號線開通后1年客流強(qiáng)度上升到0.8萬人/km，而剛開通的2號線客流強(qiáng)度僅0.42萬人/km；隨著客流的增長，1號線的客流強(qiáng)度持續(xù)增長，2號線年由于在2016年延伸線的開通，2號線的客流強(qiáng)度有所下降.

2017年4號線開通后，其客運(yùn)強(qiáng)度達(dá)到0.3萬人/km，1號線客流強(qiáng)度仍繼續(xù)增長至1.1萬人/km.2號線的客流強(qiáng)度有所回升達(dá)0.55萬人/km.2018年，1號線客流強(qiáng)度上升至1.26萬人/km，比去年增長了14.5%，2號線的客流強(qiáng)度上升至0.66萬人/km，比去年增長了20%，4號線的客流強(qiáng)度上升至0.54萬人/km，比去年增長了80%.

2019年由于3號線的開通，1號線客流強(qiáng)度增長至1.35萬人/km，2號線和4號線客流強(qiáng)度分別增至0.73萬人/km和0.64萬人/km，都呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢.

2.2 斷面客流

客流斷面分布對于城市軌道交通系統(tǒng)能力的計算具有重要意義，同時也是進(jìn)行運(yùn)行組織設(shè)計的基本依據(jù).根據(jù)2013—2016年的客流數(shù)據(jù)，分線路對高峰小時和全日的客流斷面進(jìn)行分析，各線路的客流潮汐性尤為顯著.

2.2.1 高峰小時斷面客流量

由線網(wǎng)中客流斷面數(shù)據(jù)顯示，各線路雙向斷面客流均有所上升，線路內(nèi)各斷面的客流波動趨勢并無較大變化；各線路客流波動特征不同，1號線早高峰上下行方向在西環(huán)路—星海廣場間的斷面客流均較大，但上行方向的斷面客流要高于下行方向的斷面客流，且隨著4號線的開通，上行方向星海廣場—樂橋區(qū)間斷面客流增幅較大；2號線高峰時期上下行客流的差異較大，2017—2019年下行斷面客流在友聯(lián)—廣濟(jì)南路區(qū)間較大，超過該區(qū)間的上行斷面客流，而上行斷面客流中，2018—2019年月亮灣—石湖東路斷面客流增幅大，成為上行方向斷面客流最為集中的區(qū)間；4號線早高峰斷面客流主要集中在紅莊—樂橋區(qū)間，而上行方向主要集中在南門—蘇州火車站區(qū)間，而4號線支線的斷面客流隨著距離干線的距離越遠(yuǎn)，客流越小.1號線高峰小時斷面客流量如圖5所示.

圖5 蘇州軌道交通1號線早高峰早高峰斷面客流

2.2.2 全日斷面客流量

各線路的斷面客流形狀基本一致，呈典型的紡錘形，且上下行最大斷面區(qū)間也沒有變化，1號線集中在東方之門—廣濟(jì)南路區(qū)間，2號線集中在廣濟(jì)南路—蘇州火車站區(qū)間，4號線集中在紅莊—蘇州火車站區(qū)間，而4號線支線隨著距離干線的距離越遠(yuǎn)，客流越小.

3 車站客流特征

車站客流特征著眼于進(jìn)出站客流波動規(guī)律和換乘站換乘客流的特點(diǎn)，根據(jù)車站各自的客流特征，總結(jié)車站進(jìn)出站客流的變化規(guī)律，對換乘站的增長和換乘客流的分布進(jìn)行描述.

3.1 進(jìn)出站客流

2016年，蘇州年度日均進(jìn)站客流大于1.5萬人次的車站僅有3座，其中蘇州火車站日均進(jìn)站量超過2萬人次；而到了2019年，蘇州年度日均進(jìn)站客流大于1.5萬人次的車站共有8座.2019年蘇州日均進(jìn)出站量最大為蘇州火車站達(dá)到8萬余人次，遠(yuǎn)超線網(wǎng)中的其他車站.其中，1號線上日均進(jìn)出站量超過3萬人次的車站最多，主要集中在樂橋、臨頓路站等城市中心商業(yè)辦公區(qū)；蘇州火車站為蘇州重要的交通樞紐，是唯一一座日均進(jìn)出站量超過5萬的車站；4號線中以察院場進(jìn)出站量最大，日均進(jìn)出站量超過3.3萬人次.

從客流時間分布上看，各車站的進(jìn)出站客流的變化趨勢也各具特點(diǎn).如圖6所示，木瀆站早晚高峰時期，進(jìn)出站客流均出現(xiàn)峰值，整體呈現(xiàn)出典型的雙峰形式.且進(jìn)站客流的早高峰持續(xù)時間長，晚高峰持續(xù)時間短；出站客流則恰恰相反，出站客流早高峰持續(xù)時間短，晚高峰持續(xù)時間長.而蘇州火車站無明顯的早晚高峰分布(圖7)，其客流進(jìn)出站量在全天均保持在比較高的量，下午的客流量要高于上午的客流量，整體客流相對持續(xù)穩(wěn)定.蠡墅站早高峰時期進(jìn)站客流達(dá)到峰值，晚高峰時期出站客流達(dá)到峰值，呈現(xiàn)典型的單峰形式(圖8).

圖6 木瀆站一日內(nèi)進(jìn)出站客流變化情況

圖7 蘇州火車站一日內(nèi)進(jìn)出站客流變化情況

圖8 蠡墅站一日內(nèi)進(jìn)出站客流變化情況

3.2 換乘站客流

2017年以前，僅有廣濟(jì)南路一座換乘站，2017年4號線開通后，蘇州軌道交通換乘站增加了4座，2017—2018年蘇州各換乘站日均換乘客流均有增長(圖9)，由于廣濟(jì)南路和樂橋站位于城市中心地帶，分別是1號線與2號線換乘站和1號線與4號線的換乘站，占據(jù)了線網(wǎng)中主要的換乘客流；蘇州火車站客流量大，但換乘量較小.2019年，隨著3號線的開通，新增換乘站均具備了一定的換乘量，其中2019年樂橋站換乘量更是超過了廣濟(jì)南路站，成為蘇州軌道交通車站中換乘量最大的車站.

圖9 2017—2019年蘇州軌道交通各換乘站日均換乘量

4 總結(jié)

通過2012—2019年蘇州城市軌道交通客流特征的變化分析，從“網(wǎng)絡(luò)-線路-車站”研究蘇州地鐵客流特征，為未來客流預(yù)測、軌道交通運(yùn)營管理提供數(shù)據(jù)支撐.基于蘇州城市軌道交通客流特征的變化分析，本文得出以下結(jié)論：

1)在網(wǎng)絡(luò)層面，蘇州城市軌道交通逐漸進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段，線網(wǎng)的規(guī)模效益逐漸體現(xiàn).隨著線網(wǎng)的不斷完善及城市軌道交通服務(wù)水平的提高，網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程加快，蘇州軌道交通客運(yùn)量、換乘總量、周轉(zhuǎn)量均呈上升趨勢.隨著蘇州軌道交通的吸引范圍逐步擴(kuò)大，覆蓋范圍變廣，蘇州市民選擇城市軌道交通出行的意愿隨著線網(wǎng)的完善不斷增加.

2)在線路層面，各線路間的客流強(qiáng)度差異較大，蘇州地鐵1號線客流強(qiáng)度遠(yuǎn)超其他線路，且從2012年來，1號線客流強(qiáng)度隨著2號線、4號線、3號線的開通逐年上升；各線路高峰小時斷面客流也存在較大差異，各線路的客流潮汐性尤為顯著，但從全日斷面客流來看，各線路上下行斷面客流較為對稱，呈紡錘形.

3)在車站層面，蘇州年度日均進(jìn)站客流大于1.5萬人次的車站從2016年的3座增長到2019年的8座，其中蘇州火車站進(jìn)出站客流最大，遠(yuǎn)超其余車站的客流量，2019年蘇州火車站日均進(jìn)出站客流超過8萬人次，同時各站進(jìn)出站客流可總結(jié)為3類客流波動模式(單峰、雙峰、持續(xù)穩(wěn)定)；蘇州地鐵換乘站的數(shù)量隨著新線的開通也不斷增加，2013年，2號線開通換乘站僅廣濟(jì)南路一站，2017年4號線開通換乘站增加至5站，2019年3號線開通換乘站增加至9站，且線網(wǎng)中換乘客流主要集中在蘇州市中心地帶的廣濟(jì)南路站和樂橋站，2019年樂橋站換乘客流超過廣濟(jì)南路站，成為全網(wǎng)換乘量最大的車站.