武漢軌道交通線(xiàn)路環(huán)網(wǎng)變化前后線(xiàn)網(wǎng)客流壓力分析

賀文嚴(yán)　郭文雅　黃小萍

【摘 要】 武漢軌道交通3號(hào)線(xiàn)一期開(kāi)通將線(xiàn)網(wǎng)由原來(lái)的“工”字型網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮閮?yōu)化的閉合圈網(wǎng)絡(luò)，線(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化對(duì)運(yùn)營(yíng)組織帶來(lái)較大影響。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的形成便捷了市民的出行，但同時(shí)也給軌道交通運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)了新的問(wèn)題。本文通過(guò)測(cè)算線(xiàn)網(wǎng)變化前后的客流情況，包括全日客流情況、高峰斷面客流情況、換乘客流等。通過(guò)高峰小時(shí)運(yùn)能分析，定量分析關(guān)鍵區(qū)間的客流壓力，并與行車(chē)組織相匹配。

【關(guān)鍵詞】 軌道交通 線(xiàn)網(wǎng) 客流

武漢軌道交通3號(hào)線(xiàn)一期開(kāi)通將線(xiàn)網(wǎng)由原來(lái)的“工”字型網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮閮?yōu)化的閉合圈網(wǎng)絡(luò)，真正起到連接武漢三鎮(zhèn)的作用。在環(huán)網(wǎng)情況下，如何更有效地匹配運(yùn)能與網(wǎng)絡(luò)客流量，如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)客流變化調(diào)整運(yùn)能，優(yōu)化行車(chē)組織，從而在滿(mǎn)足乘客需求的情況下，節(jié)約成本，減少基礎(chǔ)費(fèi)用支出，實(shí)現(xiàn)最佳平衡，是運(yùn)營(yíng)企業(yè)必須面臨的問(wèn)題。

1 新線(xiàn)客流預(yù)測(cè)和路徑分配

為了解決上述問(wèn)題，武漢地鐵采用隨機(jī)抽樣的方式在新線(xiàn)沿線(xiàn)各站開(kāi)展客流調(diào)查工作，通過(guò)采取由點(diǎn)到面和劃分區(qū)域兩種不同的預(yù)測(cè)方法，對(duì)軌道交通3號(hào)線(xiàn)一期開(kāi)通首年的整體客流情況和主要客流特征進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

軌道交通線(xiàn)網(wǎng)形成后，乘客從某起點(diǎn)至某終點(diǎn)有多條路徑可選擇，在選擇出行路徑上主要基于“路徑最短”、“時(shí)間最短”、“換乘次數(shù)最少”等原則。“環(huán)網(wǎng)”形成后，線(xiàn)網(wǎng)客流將會(huì)隨之調(diào)整。利用網(wǎng)絡(luò)最大流問(wèn)題的研究方法，采用尋求最大流的標(biāo)號(hào)法，在整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)標(biāo)號(hào)過(guò)程和調(diào)整過(guò)程研究新線(xiàn)客流和對(duì)既有線(xiàn)客流的影響。基于多路徑選擇概率的方法考慮乘客出行路徑的多樣性，確定K條乘客可能選擇的理性路徑，根據(jù)一定的算法劃分每條路徑的客流分配比例，進(jìn)而結(jié)合各線(xiàn)路承擔(dān)的運(yùn)量計(jì)算出各線(xiàn)路站間客流情況。

2 全日客流情況

2.1 軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通前

武漢軌道交通線(xiàn)網(wǎng)2015年日均客運(yùn)量為156萬(wàn)乘次/日。軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通前軌道交通的客運(yùn)量壓力主要集中在軌道交通2號(hào)線(xiàn)，其中，全日最大客流斷面在積玉橋站與江漢路過(guò)江段，單向數(shù)值超過(guò)16萬(wàn)人次/日。

2.2 軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后

軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后，武漢軌道交通線(xiàn)網(wǎng)2016年日均客運(yùn)量為186萬(wàn)人次/日。全日客運(yùn)量各斷面分配情況參見(jiàn)圖1。

3 高峰斷面客流情況

3.1 軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通前

軌道交通1、2、4號(hào)線(xiàn)最大高峰小時(shí)均出現(xiàn)在早高峰，其中1號(hào)線(xiàn)早高峰時(shí)段為7：30～8：30，2、4號(hào)線(xiàn)早高峰時(shí)段均為7：45～8：45。根據(jù)高峰小時(shí)客流量及行車(chē)間隔，測(cè)算出高峰時(shí)期各斷面的滿(mǎn)載率。

雖然軌道交通1號(hào)線(xiàn)上行方向頭道街至循禮門(mén)4個(gè)斷面、2號(hào)線(xiàn)上行積玉橋站與循禮門(mén)站間滿(mǎn)載率趨近于飽和，但并未達(dá)到100%，4號(hào)線(xiàn)滿(mǎn)載率最大值為92.76%。

3.2 軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后

軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后，既有線(xiàn)路最大高峰小時(shí)出現(xiàn)時(shí)段與2、4號(hào)線(xiàn)相似，3號(hào)線(xiàn)高峰小時(shí)預(yù)計(jì)發(fā)生在7：45～8：45。隨著軌道交通3號(hào)線(xiàn)的開(kāi)通，新增王家灣站、宗關(guān)站及范湖站3個(gè)換乘站，高峰斷面情況將會(huì)有所改變。對(duì)于既有線(xiàn)路，此處研究的滿(mǎn)載率沿用原有運(yùn)能，3號(hào)線(xiàn)行車(chē)間隔按照5.9min計(jì)算。

經(jīng)過(guò)研究，對(duì)于軌道交通1、2、4號(hào)線(xiàn)高峰小時(shí)斷面主要變動(dòng)區(qū)間如下：1號(hào)線(xiàn)上行宗關(guān)站東側(cè)、下行方向宗關(guān)站西側(cè)斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響有所增加；2號(hào)線(xiàn)上行范湖站與循禮門(mén)站間斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響略有增加，2號(hào)線(xiàn)下行范湖站北側(cè)站間斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響略有增加，范湖站與循禮門(mén)站間斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響有所下降；4號(hào)線(xiàn)上行王家灣站東側(cè)站間斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響有所增加，4號(hào)線(xiàn)下行王家灣站西側(cè)站間斷面滿(mǎn)載率受3號(hào)線(xiàn)換乘客流影響略有增加。如圖2所示。

4 換乘客流

軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后，由于換乘站的增加，新的乘車(chē)路徑出現(xiàn)，使得各線(xiàn)路的客流情況有所變化。部分原有1號(hào)線(xiàn)東吳大道方向與4號(hào)線(xiàn)黃金口方向、2號(hào)線(xiàn)光谷方向往返的乘客，將改變通過(guò)2號(hào)線(xiàn)換乘的出行路徑，而是選用3號(hào)線(xiàn)換乘，縮短乘車(chē)時(shí)間。

同時(shí)，新的線(xiàn)路的開(kāi)通，使得線(xiàn)路間的換乘客流數(shù)值、方向均有所變化，具體參見(jiàn)表1、表2。

通過(guò)利用排隊(duì)論模型對(duì)換乘站的自動(dòng)售檢票設(shè)備進(jìn)行研究，對(duì)通道通行能力進(jìn)行測(cè)算，“環(huán)網(wǎng)”形成后，以上換乘站可以滿(mǎn)足換乘需要。

5 高峰小時(shí)運(yùn)能分析

線(xiàn)路運(yùn)能的限制主要體現(xiàn)在高峰小時(shí)高斷面，通過(guò)對(duì)高峰斷面滿(mǎn)載率的分析，得出整個(gè)線(xiàn)網(wǎng)的擁擠度情況。軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后雖然各線(xiàn)路的換乘站及其周邊車(chē)站斷面均受到了一定影響，但擁擠度水平并未出現(xiàn)大幅變化，線(xiàn)網(wǎng)的既有線(xiàn)路在目前的運(yùn)能條件下仍可以滿(mǎn)足乘客出行需要。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)對(duì)全日客運(yùn)量與運(yùn)能、高峰小時(shí)客流與運(yùn)能、及換乘站的客流變化等問(wèn)題的研究，可以得出既有線(xiàn)路目前的運(yùn)輸能力及軌道交通3號(hào)線(xiàn)采用的行車(chē)計(jì)劃可以滿(mǎn)足“環(huán)網(wǎng)”形成后乘客的出行需要。換乘站的換乘能力可以滿(mǎn)足“環(huán)網(wǎng)”形成后的乘客出行需要。

（2） 軌道交通3號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后，與1、2、4號(hào)線(xiàn)的換乘站宗關(guān)站、范湖站、王家灣站增加了換乘客流，可適當(dāng)將1號(hào)線(xiàn)宗關(guān)站、2號(hào)線(xiàn)范湖站及4號(hào)線(xiàn)王家灣站的停站時(shí)間延長(zhǎng)，以滿(mǎn)足客流變化的特點(diǎn)。

（3）在后續(xù)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，仍應(yīng)密切關(guān)注客流情況，研究客流的變化趨勢(shì)，便于更好地開(kāi)展運(yùn)輸工作。軌道交通3號(hào)線(xiàn)客流培育過(guò)程中，對(duì)于1號(hào)線(xiàn)宗關(guān)-循禮門(mén)區(qū)段和4號(hào)線(xiàn)王家灣至楚河漢街區(qū)段的影響會(huì)越來(lái)越大，可在適當(dāng)時(shí)機(jī)考慮采用大小交路相結(jié)合的方式，有針對(duì)性地增加運(yùn)能。