南寧市城市軌道交通2號線開通初期客流預測

肖 瓊

（南寧軌道交通集團，廣西 南寧 530029）

1 引言

隨著城市化進程不斷加快，城市空間結構的擴展與規模的突破，導致城市交通需求迅猛增長和居民出行距離的拉長，機動化趨勢必然加速。城市發展態勢需要從城市發展的視角，大力發展高效、快速的軌道交通系統，覆蓋城市發展軸，引導城市空間結構的演變。南寧市在已于2016年12月28日開通運營軌道交通1號線的基礎上，2號線一期工程（玉洞—西津）全線計劃2017年底通車運營。城市軌道交通作為城市最大的基礎設施之一,是一個涉及面很廣、綜合性很強的系統工程,城市軌道交通的客流預測為開通運營前準備工作的重要組成部分，為線路開通運營后的運營組織提供基礎依據，是前期研究工作的關鍵。

目前我國城市軌道交通客流預測中普遍存在著規劃階段的預測結果與運營之后的實際客流有較大差異的問題。本文以南寧地鐵2號線為例，在分析形成這些問題原因的基礎上，采用國際上通用成熟的交通規劃預測理論，即四階段法，建立一套交通需求預測模型。在已有研究成果的基礎上，對人口就業分布以及交通發生吸引量進行分析和預測，并采用交通模型對客流進行測算，得出客運量、客運強度、斷面客流量等客流指標，以此為依據對預測客流量進行校核調整。

2 軌道現狀[1-2]

南寧市城市軌道交通線網以中心城為核心，形成“四主四輔”八條線的“網格放射線”的形態布局。其中骨干線4條，輔助線4條，線網全長252.1km，規劃區密度為0.39km/km2，其中中心組團密度為1.04km/km2，青秀組團密度為 0.69km/km2，良慶組團密度為0.48km/km2。全線網共設車站160座，其中換乘站23座，設綜合基地2座，車輛段5座，停車場6座，主變電站8座，運營控制中心1座（全網共用）。

其中2號線為南北向的骨干線，南起六晚，北至西津，線路全長37.3km，共設28座車站，其中換乘站8個。線路經過良慶區、江南區、興寧區、西鄉塘區；聯系了良慶組團、江南組團、中心組團、城北組團，穿越了南寧市快速環路以內南北主要走向的骨架道路。

3 客流預測依據

3.1 南寧市居民出行特征

通過南寧市居民的出行特征調查，可掌握南寧市居民現狀、地鐵出行需求規模、基本特征和流動規律，為客源出行OD、上下站分析及站點服務范圍分布預測提供基礎數據。2011年居民出行調查顯示，南寧市區內居民人均出行次數為2.64次/日（不包括6歲及以下兒童），其中以回家為目的出行占42.96%，接近全目的出行一半。除回家以外，上班、購物餐飲是主要出行目的，分別占22.74%、11.58%，其余的各出行目的比例均低于10%。從出行時間分布看，白天居民出行有明顯早高峰和晚高峰。其中早高峰出現在早晨7:00－8:00，出行量非常集中，占全天出行量的17.96%；晚高峰出現在傍晚17:00－18:00，占全天出行量的13.92%。通過擴樣校核后得到了各道路斷面的公交客流量，具體見表1。

表1 道路斷面公交客流

3.2 1號線現狀運營客流特征分析

本文從4個方面（客流量、斷面客流量、站點客流量和高峰小時段斷面客流量）對1號線現狀進行了調查。根據1號線現狀運營客流特征分析結果對交通模型進行校核和修訂，以提高本次2號線開通年客流預測的精度。經調查，1號線自開通后8個月內平均日客運量為24.3萬人次；客流斷面上行方向與下行方向基本一致，上行方向運營最大客流斷面63 321人次/日，下行方向運營最大客流斷面65 628人次/日；站點客流以廣西大學、朝陽廣場站、火車站等站較大，其中朝陽廣場站全日客流集散量為5.08萬人次/日，占全線集散總量的9.47%，其次為火車站和火車東站。百花嶺和佛子嶺站客流最小，均在全線客流的1%以下；最大客流斷面出現在晚高峰，工作日周五晚高峰最大客流斷面8 985人次/h，斷面為下行方向的南湖至麻村區間。

4 客流預測模型

本文基于加拿大交通規劃EMME/4軟件中的分配算法進行軌道交通客流預測。而在使用該算法進行客流預測之前需得到居民使用各種交通方式出行的OD量，因此本文建立了系列模型對出行生成量、出行分布以及各交通方式出行比例進行了預測。

4.1 出行生成預測

交通小區出行發生、吸引模型是預測具有特定社會經濟特征的人口在各交通區可能產生的出行量。考慮乘客不同的出行目的，分別建立出行產生和吸引分類回歸模型。

（1）出行產生模型。出行產生量預測采用交叉分類中的產生率法，將出行對象按照社會經濟、家庭情況分成不同的類型、不同的出行目的進行分析，確定各交叉類別的出行率，具體公式如下：

式中：Pi—i區的出行產生量；

Rik—i區第k種出行目的的出行率（次/人*日）；Tik—i區第k種出行目的人口數。

其中出行目的分：HBW、HBS、HBO、NHBW,NHBO共5種。

（2）出行吸引模型。出行吸引模型的建立，也采用交叉分類法，其表達式為：

式中：Ai—i區的出行吸引量；

Rik—i區第k種出行目的的吸引率（次/工作崗位*日）；

Tik—i區第k種出行目的崗位數。

其中出行目的分：HBW、HBS、HBO、NHBW,NHBO共5種。

4.2 出行分布預測

出行分布模型建立的是各個交通小區之間交通量變換的定量關系，建立如下預測模型：

式中：Tij是i交通小區至j交通小區的出行量;

Pi是起點小區i的出行產生量；

Aj點小區j的出行吸引量；

tij是小區i至小區j的出行時間；

F(tij)為阻抗函數，有各種函數形式。本模型采用Gamma函數，該函數具有可避免重力模型出現短距離出行比重過大的優點，具體函數形式如下：

式中：a、b、c是需要標定的模型參數。

4.3 各交通方式出行比例

為了反映機動交通與非機動交通、公共交通與個體交通在出行中的競爭關系，以各種方式的出行時間作為方式劃分模型的自變量。根據各種交通工具的出行特征和便于模型開發，將出行方式劃分為步行、自行車（含電動自行車）、公共交通、個體機動交通四種模式。公交模式包括常規公交、快速公交和軌道交通。個體機動交通包括小客車、出租車、摩托車。

根據現狀交通出行特征，步行方式模型以步行時間為自變量，以指數函數模型為主要形式，如下：

式中：P步—步行出行比例；

a、b—待標定參數。

根據2007年居民步行出行OD的時間分布頻率，回歸出隨步行時間越長出行比例越低的指數曲線，R2為0.95。

自行車、公共交通、個體機動交通模式以公共交通為媒介，通過指數函數模擬公共交通與自行車、公共交通與個體機動交通的各出行時間比值的關系，體現三種方式之間的競爭。

式中P公、P自、P個—公共交通、自行車、個體機動出行比例；

t公、t自、t個—公共交通、自行車、個體機動出行時間；

a1、b1、a2、b2—待標定參數 (使用Trans CAD進行標定)。

5 預測前提與假設

5.1 人口與就業分布

據公安部門統計結果，南寧市近幾年的平均人口增長速度為3.5萬人每年，按此增量計算2018年市區常住人口301萬，流動人口25萬，就業崗位160萬。結合現狀城市常住人口與流動人口數據，對預測年人口崗位進行增量計算，人口就業崗位主要分布于中心周邊。人口密度分布及崗位密度分布情況如圖1、圖2所示。

圖1 南寧市2018年人口密度分布圖

圖2 南寧市2018年崗位密度分布圖

5.2 交通小區的劃分

進行客流預測需要全面了解交通源及交通源之間的交通流，但交通源一般是大量的，不可能對每個交通源進行單獨研究。在客流預測過程中將交通源合并成若干小區，這些小區被稱為交通區。劃分情況如圖3所示。

圖3 線網交通小區劃分圖

5.3 年各出行總量及方式結構

根據所掌握年份的居民出行方式占比對南寧市居民出行方式占比進行預測，得到結果見表2。

表2 預測年全日出行總量和方式結構比例表

5.4 預測年公交客流OD分析

通過分析預測，公共交通的出行OD點主要集中在青秀組團、中心組團、城北組團、江南組團和良慶組團。OD對間城北組團與青秀組團、中心組團三者間客流較大。中心組團、江南組團、青秀組團間客流較大。

6 2號線客流預測結果

根據掌握的客流，線路基本資料，對2號線18個車站進行分析，根據建立的預測模型，使用EMME/4軟件中的分配算法從總客流量、站點客流、斷面客流、換乘客流四個層面對2號線進行了客流預測。

6.1 預測客流總體指標

根據預測，2號線開通初期，全日客運量為13.21萬人次/日，其中早高峰客運量1.34萬人次，占全日客運量的10.2%，晚高峰客運量1.65萬人次，占全日客運量的12.5%。早晚高峰最大客流斷面分別為5 763人次/h和6 318人次/h。其全日客流分布情況如圖4所示。

圖4 2號線2018年全日客流變化規律示意圖

6.2 站點客流

從2018年各站點集散量來看（如圖5所示），2號線客流主要集中在朝陽廣場、火車站、安吉客運站等大型客流集散點，其余站點客流主要以站點周邊的居住及就業崗位吸引為主。

圖5 2號線2018年全日站點集散量

6.3 斷面流量

通過掌握的既有客流基礎數據，分別形成全天、早高峰的站間OD數據。考慮到在開通時站間OD存在一定的自然增長規律，在掌握1號線初期客流增長情況的基礎上，結合2號線預測客流現狀，進行OD分配，分早晚高峰，全天預測2號線開通后的雙向斷面客流量。如圖6-圖8所示。

圖6 2號線2018年全日客流斷面圖

圖7 2號線2018年早高峰客流斷面圖

圖8 2號線2018年晚高峰客流斷面圖

6.4 換乘客流

換乘點是線網骨架中各條線路的交織點，是提供乘客轉線換乘的重要地點，乘客通過換乘點的車站及其專用（或兼用）通道設施，實現兩座車站之間人流溝通，達到換乘的目的。2號線開通后，線網有火車站和朝陽廣場兩座換乘車站，預測換乘站全日換乘客流見表3、表4。

7 結論

新線開通后均會出現客流波動情況，在預測結果的基礎上結合多個城市線路開通運營的客流特征，2號線開通后可能出現大量的參觀、體驗性質為主的客流。考慮參觀體驗客流及節假日突發客流引起的客流波動，南寧2號線開通后最高日客流可能達到17～25萬人次/日，運營組織宜針對突發客流情況做好充分的應對準備。

表3 火車站全日換乘客流分析表

表4 朝陽廣場站全日換乘客流分析表