基于解釋結構模型的城軌客流量影響因素分析

吳貞瑤 云雅倩

摘 要：隨著國民經濟的不斷增長、城市化水平的不斷提高、城市道路擁堵的不斷加劇，各城市開始興建城市軌道交通以緩解城市地面道路壓力。合理預測規劃線路的客流量對設置交通配套設施、分配運力、管理運營等工作的順利開展起著舉足輕重的作用。本文參考、綜合、比較了多種客流量的影響因素，并以系統工程中的解釋結構模型為理論分析方法，運用德爾菲法分析出各影響因素間的相互影響情況，最終得出各因素與城市軌道交通客流量的影響關系。希望此結論能為城市軌道交通的客流預測、政府投資決策、運營方的運營管理提供理論參考。

關鍵詞：解釋結構模型 城市軌道交通 客流量 影響因素

中圖分類號：F572；F224 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0245-02

近年來，由于國民經濟的迅猛增長、人民生活水平的提高、小汽車擁有量也不斷攀升，導致城市地面擁堵狀況日益加劇。為緩解地面交通擁堵狀況，各大城市出臺了眾多交通政策，其中“公交優先”政策取得了良好的收效，而作為城市交通主骨架的城市軌道交通更是該政策的主力軍。客流量是反映城市軌道交通系統效益的重要評價指標，然而時至今日也沒有形成統一的城市軌道交通客流預測評價體系，許多城市的軌道交通客流量預測值與實際值大相徑庭。因此，本文在參考眾多城市的城市軌道交通客流量預測方案和相關學者的研究論文的基礎上，總結概括出了城市軌道交通沿線土地利用性質及開發強度、與城市公交等其他交通方式的接駁等十余項影響因素，通過建立解釋結構模型分析影響城市軌道交通客流量的直接原因和間接原因，由此提出相應投資、運營的改進意見。

1 解釋結構模型的原理

解釋結構模型（ISM）是美國J.N.沃菲爾德教授于1973年作為分析復雜的社會經濟系統結構問題的一種方法而開發的。其基本思想是：通過各種創造性技術，提取問題的構成要素，利用有向圖、矩陣等工具和計算機技術，對要素及其相互關系等信息進行處理，最后用文字加以解釋說明，明確問題的層次和整體結構，提高對問題的認識和理解程度。

1.1 建立鄰接矩陣

系統各要素兩兩之間的直接聯系可由鄰接矩陣反映出來。研究者在確立的系統影響要素的基礎上，對系統各要素進行兩兩比較，若前一要素能對后一要素產生直接影響則記為“1”，否則記為“0”。通過對各要素間比較結果進行整理歸納得到鄰接矩陣A。

1.2 生成可達矩陣

可達矩陣具有轉移特性，即能到達，而能到達，則說能到達。可達矩陣的生成方法為：對鄰接矩陣A和n階單位矩陣I求和，并對其和做冪運算，當下式成立時則求得可達矩陣。

其中，n為系統中各要素個數，且滿足r≤n-1，矩陣相乘遵循布爾代數規則。

1.3 系統結構的建立

建立系統結構是基于可達矩陣的分解的基礎之上的。通過對可達矩陣系統級的劃分、同級要素不連通集與強連通集的劃分、強連通集中回路集的劃分等步驟得到重新整理排列后的可達矩陣，并根據該矩陣繪制系統結構圖。

找到最高級要素后在可達矩陣中將其對應的行和列劃去，在剩下的要素中尋找最高級要素，如此循環，直到所有的要素都有所屬級別為止。然后將可達矩陣的行列按要素級別進行劃分、重排，根據新可達矩陣反映出的各要素之間的關系建立解釋結構模型。

2 城市軌道交通客流影響因素

本文在參考眾多城市的城市軌道交通客流量預測方案和相關學者的研究論文的基礎上，總結概括出了城市軌道交通沿線土地利用性質及開發強度、與城市公交等其他交通方式的接駁、城市經濟水平、城市軌道交通票價水平等十余項影響因素。

2.1 城市軌道交通沿線土地利用性質及開發強度

城市軌道交通沿線土地的利用性質及開發強度能很大程度上影響城市軌道交通初期和近期客流量。一般來說，沿線土地利用率越高，開發強度越大，人口越稠密，出行需求也會越大，城市軌道交通的初期和近期客流量也就越大。這部分客流稱之為追隨型客流，他們大多是有其他交通方式轉向城市軌道交通的。當城市軌道交通建成通車后，沿線土地交通的可達性和便利性增強，從而吸引了開發商對沿線土地進行投資開發，由此帶動了城市軌道交通客流量的增長。

2.2 與城市公交等其他交通方式的接駁

城市軌道交通是城市交通的主骨架，需與其他交通方式有良好便利的接駁才能更好地發揮它的作用，吸引更多的乘客乘坐。調查顯示有近6成的人乘坐軌道交通后需要換乘其他交通方式才可到達目的地。因此能否合理規劃“P+R”換乘模式，優化與城市公交的接駁，解決“最后一公里”的問題都成為能否吸引更多客流的關鍵因素。

2.3 城市經濟水平

研究表明，城市經濟水平越高，市民的出行需求量越大，出行次數越多。此外城市經濟水平的高低直接影響到了城市居民社會活動的頻率、出行方式的選擇和政府對城市基礎設施投資建設的力度。城市經濟水平越高，城市居民社會活動頻率也越高，此時在選擇出行方式時出行費用對人的影響程度降低而舒適度的影響程度提高，因而極大地影響到了人們的出行方式的選擇，一定程度上影響到城市軌道交通的客流量。同時城市經濟水平能決定政府對城市軌道交通及其配套設施的建設情況和投資力度。

2.4 城市軌道交通票價水平

城市軌道交通票價政策很大程度上影響了城市軌道交通建成初期和近期的客流量。若建成初期城市軌道交通的票價水平高出城市公交太多，人們大多會由于“現狀偏見”的心理維持原來的出行方式，因而城軌的客流量就會大大低于設計預測的客流量。此外城市經濟發展水平直接影響了人們的經濟承受能力也就決定了城軌票價對客流量的影響程度。

2.5 城市總人口數

當人們選擇城軌出行的比例一定時，城市規模越大，城市人口總數越多，總出行量越大，城市軌道交通的客流量也就越大。所以國家規定修建地鐵的城市城區人口必須在300萬人以上；修建輕軌的城市城區人口必須達150萬人以上。

2.6 出行者特性及出行特征

出行者特性包括是否擁有私家車、家庭結構、收入等。出行特征包括出行目的、出行時間等。出行者特性及出行特征極大地影響了出行者對交通工具的選擇，且此要素極易受外界客觀條件的變化而發生改變，是影響城市軌道交通客流量的重要因素之一。

2.7 城市軌道交通服務狀況

城市軌道交通服務狀況主要包括車站候車條件、車內服務質量、發車間隔、始發到達的準點率、單程票易獲取程度等。城市軌道交通的服務狀況與票價水平性價比的高低很大程度上影響了客流量的大小，因而服務狀況要與票價水平相適應。

2.8 政府交通政策

政府的交通政策主要是指政府根據當前的交通狀況和未來城市發展戰略所指定的交通發展政策，包括公交優先政策、機動車尾號限行、搖號上牌、大力發展城市軌道交通等。政府的交通政策對市民交通方式的選擇有極大的導向作用，能夠極大影響城市軌道交通的客流量。

2.9 城市未來發展布局

城市未來發展布局主要是指城市的發展方向，土地的空間分布與組合。城市的未來發展布局決定了城市未來人口密度的分布情況，從而一定程度上影響了城市軌道交通的潛在客流增量。

3 建立城市軌道交通客流影響因素解釋結構模型

3.1 建立城市軌道交通客流影響因素的鄰接矩陣

為了更為客觀準確地反映城市軌道交通客流影響因素之間的關系，在此我們采用德爾菲法（專家評分法）來構建鄰接矩陣。

3.2 生成可達矩陣

3.3 構建系統解釋結構模型

4 城市軌道交通客流量影響因素分析

根據圖2的解釋結構模型，城市軌道交通客流量的影響因素可分為三個層次。

第一層次為沿線土地開發利用強度、與其他交通方式的接駁、城軌票價政策、出行者特征及出行特性、城軌服務質量、政府交通政策這6項因素，且這6項因素為強連接要素，他們之間相互可達，共同決定著城市軌道交通客流量的大小，它們中的任一要素水平的變動都會直接影響到城市軌道交通的客流量。就拿沿線土地開發利用強度這個因素來說，若城市軌道交通沿線土地開發利用強度大，人口稠密，則該線路的客流基礎好，在城市軌道交通開通初期客流增長快。若城市軌道交通線路途經的是一些新開發區，沿線土地開發利用強度低，人口稀疏，則該線路的客流基礎較弱，在設備開通初期客流量相對較少，但由于此處交通便捷、可達性強，加之政府對開發新區的扶持政策的實施，從而吸引了大批開發商到此投資開發，其沿線土地的開發利用強度也就逐漸增強，人口密度增加，這就是TOD（交通帶動城市發展）效益。因此，沿線土地開發利用強度與其客流量呈現著相互影響的關系，沿線土地開發利用強度大，客流基礎好，線路開通初期的客流量增長快；城市軌道交通開通后，便捷性和可達性增強，吸引更多開發商對其沿線土地進行開發利用，使得沿線土地開發利用強度增強。另外，若城市軌道交通的票價水平過高，高于人們能夠承受的出行費用或高出城市公交票價水平太多，則會直接影響到城市軌道交通的客流量，而城市軌道交通的票價過低又會加重政府的財政負擔，因而應權衡該因素的影響，制定合適的票價政策。同理可分析出其他6項因素對城市軌道交通客流的影響情況。

第二層次為城市未來發展布局，該要素直接影響了第一層次的要素水平。國家及地方對城市未來發展方向的規劃和城市規劃方案的制定能夠直接影響到沿線土地開發利用強度、政府交通政策等因素，從而間接影響了城市軌道交通的客流量。因此，在預測城市軌道交通客流量時應結合當地城市未來發展布局進行合理估算。

第三層次為城市經濟水平、城市規模及人口總數，這兩項因素是影響城市軌道交通客流量最根本的因素。國家規定，申報地鐵的城市的地方財政一般預算收入必須在100億元以上，GDP總值在1000億元以上，城區人口在300萬人以上；申報輕軌的城市的地方財政一般預算收入須在60億元以上，GDP總值在600億元以上，城區人口在150萬人以上。城市經濟水平、城市規模及人口總數能夠直接影響到該地區的城市規劃方案，也能間接影響到城市軌道交通的客流量。城市軌道交通作為運量大、建設周期長、建設費用高的交通工程項目，它的修建需要強大的財政支持，其后的開通運行除了巨額的財政補貼外，還需客流量的支撐。一般來說，城市經濟水平越高，城市規模越大，城區人口總數越多，城市公共交通的需求量越大，城市軌道交通的客流量也越大。

5 結語

通過建立ISM模型對城市軌道交通客流量的影響因素進行分析得到：城市軌道交通客流量受沿線土地開發利用強度、與其他交通方式的接駁、城軌票價政策、出行者特征與出行特性、城軌服務質量、政府交通政策這6項因素的直接影響，其中任一因素水平發生變化都能直接影響到城市軌道交通的客流量。城市經濟水平、城市規模及人口總數是影響城市軌道交通客流量的最根本的因素，在這兩個因素一定的情況下，城市軌道交通客流量的基數也就大體確定下來了。城市未來發展布局這個因素既受到城市經濟水平、城市規模及人口總數的影響，同時又直接影響了沿線土地開發利用強度等6項因素，因而在預測城市軌道交通客流量時應充分考慮當地的城市規劃方案的影響。

參考文獻

[1] 汪應洛.系統工程[M].北京：機械工業出版社，1986.

[2] 孫慧，周穎，范志清.基于解釋結構模型的公交客流量影響因素分析[J].北京理工大學學報，2010，12（1）.

[3] 朱海燕，郝勇.上海城市軌道交通客流量宏觀影響因素分析[J].鐵道運輸與經濟，2009，31（6）.

[4] 謝靜.城市軌道交通首期開通客流預測方法研究[D].成都：西南交通大學，2012.

[5] 歐陽志堅，馬小毅.城市軌道交通客流規模影響因素分析[J].城市軌道交通研究，2004（3）.

[6] DB11/T 786-2011，北京市地方標準城市軌道交通線路客流預測規范[S].