廣州地鐵換乘匹配問題研究

劉勁

（廣州地鐵集團有限公司運營事業總部 廣州 511430）

廣州地鐵換乘匹配問題研究

劉勁

（廣州地鐵集團有限公司運營事業總部 廣州 511430）

隨著廣州地鐵線網的不斷壯大與完善，線路通達性逐步提高，乘客對城市軌道交通服務的期望值隨之增長，對線路間列車匹配銜接提出更高的要求。本文通過分析廣州地鐵線網換乘匹配現狀及存在問題，提出換乘匹配優化方案，旨在提升廣州地鐵運營服務水平，為乘客提供優質、便捷的交通服務。

換乘匹配；現狀；研究

1 問題提出

目前廣州地鐵已開通運營線路9條，運營長度266km，車站169座，其中無障礙換乘站20座，有障礙換乘站2座，網絡化運營格局已現雛形。針對城市軌道交通網絡化運營復雜多樣化的特點，為滿足廣州地鐵網絡化、規模化的管理需要，非常有必要對換乘站列車銜接方案進行研究分析，提出科學合理的行車組織方案。

在網絡化運營條件下，研究如何通過優化列車開行方案，使得換乘匹配銜接緊密順暢，有效節約乘客換乘時間，是網絡化條件下提升運營服務水平的重點和難點。然而網絡化運營協調是一個復雜的、循環優化的過程，難以規定唯一的最優方案，因此本文旨在提出相對合理的、可行的換乘銜接匹配優化方案。

2 現狀分析

基于目前列車銜接方案及現場測定的乘客換乘走行時間，以下從換乘等待時間、換乘匹配率兩方面對換乘匹配現狀進行了全面的分析：

2.1 換乘等待時間

換乘等待時間指乘客從線路A換乘至線路B后需要等待的時間（計算時不考慮列車擁擠導致乘客無法上車的情況）（如圖1）。

如圖1，換乘等待時間計算如下：

T等待=TB，到達-TA-B，換乘-TA，到達

通過對所有換乘站列車銜接分析，線網全天平均換乘等待時間為128s，其中高峰期約為99s，中峰期約為140s，低峰期約為170s（如表 1）。

而通過進一步分析各換乘站的換乘等待時間，發現換乘站平均等待時間與換乘站所在線路行車間隔密切相關。即，分布在行車間隔小的線路的換乘站，平均等待時間較短，如一、二、三、五號線的換乘站；分布在行車間隔大的線路的換乘站，平均等待時間較長，如廣佛線。

圖1 換乘等待時間分解示意圖

表1 線網各峰期平均等候時間情況表

2.2 換乘匹配率

換乘匹配率是結合乘客體驗感受的一項指標，假設劃分乘客體驗感受原則如下：

（1）換乘等候時間≤3min，視為換乘體驗良好；

（2）3min＜換乘等候時間≤5min，視為換乘體驗一般；

（3）換乘等候時間＞5min，視為換乘體驗較差。

通過分析，線網換乘匹配良好占比約72%，一般占比24%，較差占比4%。從峰期上看，高峰期行車間隔小，換乘匹配良好占比達91%；中峰期行車間隔一般，換乘匹配良好占比約79%；而低峰期行車間隔大，換乘匹配良好占比相對較低，約68%。

3 研究方向

3.1 高峰期不考慮換乘銜接匹配問題

3.1.1 行車間隔小，換乘等待時間短

基于目前廣州地鐵行車安排，高峰期線網各線路行車間隔基本維持在3min內，根據現狀分析結果，高峰期線網平均等待時間僅99s，即使乘客錯過上一趟列車，也可在較短時間內乘坐上另一趟列車。

3.1.2 常態化客流控制因素制約

為減少大客流對線路的沖擊影響，廣州地鐵高峰期在重點換乘車站通常需采取客流控制措施，致使乘客在換乘站的走行時間增加，直接影響了換乘體驗。

3.2 中/低峰期換乘銜接匹配研究具備可行性與必要性

3.2.1 行車間隔大，換乘等候時間較長

中、低峰期行車間隔分別在4min、7min以上，若乘客錯過上一趟列車，需要等待下一趟列車的時間相對較長。根據現狀分析結果，中峰期約為140s，低峰期約為170s，平均等待時間分別較高峰增加約41%、72%。

3.2.2 影響因素少

中/低峰期線網客流平穩且相對較小，車站一般無需采取客流控制措施，乘客換乘走行時間受外界影響因素小，換乘時間較穩定。

基于上述兩點，本文認為高峰期不考慮換乘銜接匹配問題，而中低峰期具備開展換乘銜接匹配研究的可行性與必要性。

4 換乘匹配條件及問題優化

4.1 換乘銜接匹配的條件分析

根據《廣州地鐵公園前站1、2號線換乘匹配研究》等研究，結合地鐵運輸組織經驗，為了使乘客換乘等候時間最優化，不同線路列車可持續依次交替到達，需配套制定相應措施，滿足條件如下：

（1）同時段各線路行車間隔相等：為保證相鄰線路換乘銜接的均衡性，相鄰線路的行車間隔須相等。

（2）換乘站同線路雙方向列車同時到站：為保證乘客在換乘站下車換乘至鄰線后，可同時換乘到鄰線任意方向，須安排鄰線列車在換乘站上、下行方向同時到站。

為使同一線路上、下行列車同時到達車站，需通過對運行圖的技術參數進行修改，包括兩端折返時間及部分區間運行時間，但需滿足條件：

式中：T周期——行車周期；

tu1——上行始發站至換乘站的時間；

tu2——換乘站停車至到達上行終點站的時間；

tup——上行終點站全折返時間；

td1——下行始發站至換乘站的時間；

td2——換乘站至到達下行終點站的時間；

tdm——下行終點站全折返時間；

T間隔——行車間隔時間；

N——整數數值。

（3）鄰線列車錯開1/2行車間隔到站：為保證相鄰線路列車依次錯開均衡到達，須統籌安排相鄰2條線路的時刻表，以A線的到達時間為基準、B線到達時間在A線的到達時間的基礎上按錯開1/2行車間隔安排。

4.2 問題與優化

換乘銜接與實際運作存在著相互制約的關系，如實施過程中，若不考慮實際運作需求，簡單按換乘銜接條件實施換乘銜接，可能帶來適得其反的效果，從而會對運營組織及成本產生一定的影響。

4.2.1 同時到站易造成站臺擁擠，存在客運安全隱患

分析同線路雙方向列車同時到站條件，將有雙方向列車4股客流同時使用站臺資源，而站臺空間有限、扶梯等設備資源較少，大量下車乘客容易堵在扶梯、電梯、樓梯的入口處，容易造成站臺擁擠、秩序混亂、乘客碰撞等問題，對站臺設備能力、客運服務均提出較高的要求。為此，建議采取的應對措施如下：

（1）對于同線路存在多個站臺可區分乘客在不同區域乘降的換乘站（如公園前“一島兩側式”站臺），建議安排雙方向列車同時到站。

（2）對于不能區分乘客在不同區域乘降的換乘站，建議根據車站客流量安排雙方向列車錯開30～60s到達，以緩解同時到站帶來的客流壓力。

4.2.2 同時段行車間隔相等，將致使運能與運量不匹配

線路間列車車型不同導致載客能力存在差異，如果把各條線路的行車間隔設成一致，必將出現部分線路運能吃緊、服務水平下降，而部分線路運能過剩、服務水平大幅提升的情況。為此，建議采取的應對措施如下：

（1）鑒于目前廣州地鐵低峰期行車間隔普遍在7min以上，且各線路行車間隔相差較小，建議將低峰期行車間隔設置相等。

（2）列車同時到站，可能致使行車周期須增加、列車運行效率降低

換乘銜接匹配需通過增加列車在車站停站或區間運行時間方式，以達到雙向列車基本同時到站的效果，將造成峰期內最小行車周期的增加。具體行車周期的增量，需根據峰期行車間隔、連續換乘站間的旅行時間、換乘銜接匹配的車站個數、停站和運行時間調整量等因素綜合而定，原則上行車周期的增量范圍為不大于換乘站個數×峰期行車間隔。為此，建議采取的應對措施如下：

（1）建議以“調整列車在起點站的停站時間”為主、“縮短/延長中間站停站時間和區間運行時間”為輔的方式調整運行圖。

（2）當發生連續換乘站間的旅行時間與行車間隔差異較大，無法采用相對合理化的參數設置達到換乘銜接匹配效果時，應考慮峰期時段內優先只對部分換乘站（綜合根據換乘量大小、換乘距離遠近2方面排序）、甚至部分換乘站的部分方向（綜合根據大客流換乘方向、換乘便捷性排序）考慮換乘銜接匹配。

5 優化原則及思路

基于廣州地鐵已基本呈現網絡化運營的格局，如僅通過人為調整運營時刻表的形式提高換乘匹配率，必然會顧此失彼，因此非常有必要明確換乘匹配原則及優化思路。

（1）結合行車效率調整難易程度，優先考慮一端為線路終點的換乘站。

如嘉禾望崗站，可通過優化調整二號線嘉禾望崗站始發或終到時間，靈活實現二號線與三號線的換乘匹配。

（2）結合換乘客流等級，明確優先考慮車站及線路。

如體育西路，換乘客流為線網之首，如實施換乘匹配可優先考慮，如此可擴大受益人群。

（3）結合換乘站各股客流比重情況，優先考慮大客流方向的換乘匹配。

如客村站，可優先考慮八號線下行往三號線下行及三號線上行往八號線上行的換乘匹配。

6 實施建議

通過上述分析，換乘銜接匹配的目標旨在縮短乘客換乘候車時間，然而換乘銜接匹配需滿足一定的前提條件，若簡單地為實現線路之間的換乘匹配，有可能帶來適得其反的效果，從而引起車站擁擠、運能與運量不匹配、參數冗余過大等問題。對此本文建議如下：

（1）關于換乘匹配的實施時段，建議先在低峰期進行試點。

（2）結合低峰期行車間隔基本在7min以上的現狀及換乘匹配條件，建議線網低峰期行車間隔設置為一致。

（3）關于換乘匹配的實施站點，建議先選擇嘉禾望崗、西朗、萬勝圍等一端為線路始發終到的車站進行試點。

（4）在網絡化運營的條件下，如需全面實施換乘匹配，建議借助計算機技術，通過建立運行圖仿真模型，科學系統給出換乘實施優化建議。

[1]梁強升，李璇，徐瑞華.城市軌道交通換乘站的列車銜接時間優化[J].城市軌道交通研究，2015（4）：9～13.

[2]梁強升，盧錦生.廣州地鐵公元前站1、2號線換乘匹配研究[J].城市軌道交通研究，2008（4）：34～36.

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1004-7344（2016）18-0142-02

2016-6-1