基于客流分析的鐵路區(qū)域運能匹配研究

萬 琛 中國鐵路上海局集團有限公司客運部

伴隨高鐵路網(wǎng)的普及，人們的出行習慣在不斷發(fā)生著變化，客流屬性也隨之發(fā)生變化。由于新建高鐵線路開行方案的客流依據(jù)是根據(jù)各種交通方式的客運綜合預測而來，在一定程度上具有不確定性，所以開通初期的開行方案不一定會適應區(qū)域內(nèi)各站以及沿線的實際客流需求。對客流的準確分析及預測是合理調(diào)整開行方案的基礎，高鐵新線開通初期，需要對區(qū)域內(nèi)客流變化進行一定時期的跟蹤分析和研判，不斷調(diào)整優(yōu)化既有普速列車以及高鐵列車的開行方案，更好地滿足和適應客運市場需求。

1 高鐵客流的類別分析

在一定方向上，某一客運線路在一定時間與空間范圍內(nèi)的旅客即為客流。客流包含四個基本要素：流量、流向、流距與流時。它們分別代表了客流的數(shù)量、運行方向、運行距離以及客流運行所需時間。在傳統(tǒng)普速路網(wǎng)區(qū)域內(nèi)，新建高鐵線路投入運營后，高鐵客流可分為轉移客流、趨勢客流和誘增客流。

1.1 轉移客流

轉移客流是指部分旅客原本選用其它交通方式出行，高鐵開通后，因高鐵具有速度快、舒適度高、服務優(yōu)質(zhì)、方便快捷等優(yōu)勢，促使他們放棄原有的出行方式，選擇高鐵出行。

1.2 趨勢客流

趨勢客流是指隨著經(jīng)濟發(fā)展進步，人們的生活水平不斷提升，商務、通勤、旅游等出行需求越來越大，選擇鐵路出行方式旅客增多，進而選擇高鐵出行的人數(shù)也在隨之增多。

1.3 誘發(fā)客流

誘發(fā)客流是指原本沒有出行意愿，但是高鐵開通后，使得出行更加便捷和舒適，使得這部分旅客產(chǎn)生了出行意愿，并且選擇高鐵出行。

三類客流之間相互聯(lián)系，密不可分，一方面，高鐵的轉移客流大部分來自普速鐵路的趨勢客流，另一方面，高鐵的建設運營帶動了地方經(jīng)濟發(fā)展，進而誘導了更多的趨勢客流和誘發(fā)客流。對以上三類客流變化趨勢的定量分析，是科學調(diào)整列車開行方案的依據(jù)。

2 運能供給與客流需求匹配特征分析

列車開行方案是運能供給與客流需求間的橋梁。在鐵路網(wǎng)絡中，運能供給與客流需求相適應主要體現(xiàn)在兩方面，一是當前開行方案能夠最大程度滿足各站點間各去向的不同類別旅客需求；二是開行方案所提供的相應運能能夠得到充分有效的利用。因此，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，運能供給與客流需求相匹配的實質(zhì)主要是在既定的鐵路線路條件下，年內(nèi)不同時間段的列車開行方案所提供的運能能夠滿足并適應當時的客流需求。

2.1 高速鐵路列車開行方案設計

列車開行對數(shù)是指方向上或區(qū)段內(nèi)為滿足客流量需要而開行的旅客列車數(shù)量。列車開行對數(shù)的確定不管是在高速鐵路上還是普速線上，都取決于各0D 之間的客流量。列車開行的數(shù)量既要滿足旅客的出行需求，也要使鐵路運輸資源如鐵路設備及線路能力得到充分利用，若開行對數(shù)過大，從旅客角度出發(fā)，雖然滿足旅客的出行需求，服務頻率也得到一定的提高，從鐵路經(jīng)營角度出發(fā)，列車上座率低，達不到保本上座率，就會出現(xiàn)經(jīng)營虧損，因此，在制定列車開行方案時，合理確定列車開行對數(shù)是十分重要的。高速鐵路某OD 間某類列車對數(shù)計算公式如下：

式中：

N-需要開行列車對數(shù)；

u-方向或區(qū)段內(nèi)年度客運密度，萬人/km；

A定-列車定員；

λ-列車客座利用率；

K波-客運月波動系數(shù)。

其中，列車定員A定為可變參數(shù)，根據(jù)不同車型核定，當客流較大時，應開行長編組列車；當客流較小時，應開行短編組列車，以保證服務頻率。客運月波動系數(shù)K波指年度內(nèi)最大的月客運量與全年各月平均客運量的比值，數(shù)值是根據(jù)時間周期發(fā)生變化的，是反映客運量時間分布不平衡的指標。

2.2 高速鐵路列車開行方案評價

建立列車開行方案的評價體系，對開行方案的經(jīng)濟和服務效果進行評價，是市場條件下鐵路運輸組織的重要部分，它是一個多維度評價問題，隨著評價主體的不同，評價目的不同，采用的評價指標也不同。具體評價指標包括技術評價、市場評價、服務評價、收益評價等。評價結果不僅可以用來評價開行方案的優(yōu)劣，還可以作為優(yōu)化依據(jù)來調(diào)整開行方案。下面，以收益評價為例進行分析。

收益評價主要是通過列車運營總成本與列車運營總收入兩項指標之間的對比關系來反映經(jīng)營狀況，它是開行方案評價的核心。列車運營總成本計算過程較為復雜，包括基礎設施和移動設備的維修費、折舊費、耗能、工資支出和其他養(yǎng)護費用等；列車運營收入包括客票收入和其它收入等。由于整體計算過程涉及數(shù)據(jù)采集較為繁瑣，各鐵路局一般采用年度清算的模式進行效益評價。

當前鐵路局從經(jīng)營角度出發(fā)，推行“一日一圖”經(jīng)營模式，年度收益評價無法滿足階段性調(diào)整需要。因此，日常收益評價可通過列車客座利用率近似表示運營收入與運營成本的對比關系來進行評價，可從一定程度上反映開行方案的經(jīng)濟效益。例如，客座利用率為90%時，鐵路企業(yè)經(jīng)濟效益顯然比60%時要高。

同時，客座利用率也是市場評價的重要指標，它是指方案中所有列車運行區(qū)段旅客周轉量和客座公里數(shù)比值的平均值。客座利用率 的計算公式如下：

式中：

m,h-不同OD 去向索引下標；

M-OD 去向總數(shù)；

H-列車數(shù)；

qm-客流OD 對m 間的客流總量；

Ah-列車h 的定員；

Lh-列車h 的走行里程。

2.3 高速鐵路列車開行方案調(diào)整

開行方案制定后，還應緊隨客流的變化不斷調(diào)整優(yōu)化，以進一步適應客運市場的需求。開行方案調(diào)整的主要目的有兩個：適應客流變化和引導客流變化。在高鐵新線開通初期，需要吸引和培育客流，因此列車開行方案需更多兼顧通達性，促進客座率呈現(xiàn)上漲趨勢。當該產(chǎn)品的上座率等相關指標達到一定閥值時，就應進行有預見性的調(diào)整，以進一步吸引客流。

3 實例分析

以阜陽地區(qū)為例，對區(qū)域內(nèi)普速和高鐵運能安排與客流需求的適應性進行量化評價。阜陽地區(qū)為長三角地區(qū)重要務工客流源地，京港高速商合段、鄭阜高速線投入運營前，地區(qū)運能供給均為普速運能。高鐵新線投入運營后，分“新線過渡期”、“12.30”年底圖、“2020 春圖”三階段對高鐵、普速列車客座率進行分析，并對運能供給作相應調(diào)整，補充高鐵運能的同時，較大程度保留普速運能，適應客流變化和整體消費層次需求。

3.1 階段性運能安排

2019 年12 月1 日，京港高速商合段、鄭阜高速線正式投入運營，12 月1 日至29 日作為開通過渡期，安排了新線開車過渡方案。2019 年12 月30 日起實施全路調(diào)整圖，對阜陽地區(qū)普速線進行了結構調(diào)整，大幅增加了阜陽地區(qū)高鐵開行密度。

（1）新線過渡期（2019 年 12 月 1 日至 29 日）。根據(jù)公式1，結合客流調(diào)查數(shù)據(jù)，實行高鐵過渡方案，高鐵開行對數(shù)N1為22 對，開行普速始發(fā)車13 對。

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（2）“12.30”年底圖（2019 年 12 月 30 日起）。根據(jù)公式 1，結合新線過渡期高鐵客座率數(shù)據(jù)，年底圖高鐵開行對數(shù)N2為74 對，其中始發(fā)38 對；停運4 對普速列車，保留9 對始發(fā)普速列車并采取一定調(diào)整措施，其中，阜陽至北京K148/K147次1 對改周末開行；合肥至亳州K8430/K8429 次1 對留作預備線，開行日期另行通知；亳州（阜陽）至蘇州K8401/4/1K8402/3/2 次、阜陽至上海K8365/8/5K8366/7/6 次2 對留作觀察，春運客流結束后安排淡季停運。

3.2 客流指標分析

根據(jù)2019 年12 月～2020 年1 月及去年同期營銷系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)公式2，對阜陽地區(qū)運能供給與客流需求的匹配進行量化評價。

（1）新線過渡期客流概況，選取12 月3 日～9 日完整周數(shù)據(jù)作為樣本來分析阜陽地區(qū)客流。

從出發(fā)客流來看，阜陽、阜陽西兩站日均發(fā)送旅客2.2 萬人，同比增加0.39 萬人，增幅21.3%。其中阜陽站發(fā)送普速旅客1.59 萬人，同比減少0.22 萬人，減幅12.3%；阜陽西站純高鐵客流日均發(fā)送0.61 萬人。

反映出普速客流受高鐵開通影響，轉移至高鐵出行。阜陽西站高鐵客流中，普速轉移客流占36.1%，高鐵誘增客流比例占63.9%。

從開車情況來看，阜陽站始發(fā)7 趟普速平均客座率λ普1僅為55.3%，同比減少11.4 個百分點，高鐵開通后普速客流轉移導致客座率較大幅度下降。

（2）“12.30”圖實施后客流情況，選取 1 月 3 日至 9 日完整周數(shù)據(jù)作為樣本，并對比農(nóng)歷同期數(shù)據(jù)分析。

從出發(fā)客流來看，阜陽、阜陽西兩站日均發(fā)送旅客2.32萬人，農(nóng)歷同比增加0.59 萬人、增幅34.2%；其中阜陽站普速日均發(fā)送旅客1.53 萬人，農(nóng)歷同比減少0.2 萬人、減幅11.3%；阜陽西站純高鐵客流日均0.79 萬人，如圖2 所示，反映出普速客流進一步下降、高鐵客流呈現(xiàn)不斷上升趨勢。

從開車情況來看，阜陽站始發(fā)6 列普速列車平均客座率λ普2為56%，與前期新線開通過渡期客流率基本一致。

（3）進入春運后客流情況，選取 1 月 10 日～23 日數(shù)據(jù)，并對比農(nóng)歷同期數(shù)據(jù)分析。

從出發(fā)客流來看，阜陽、阜陽西兩站合計發(fā)送旅客日均3.09 萬人，農(nóng)歷同比增加0.86 萬人、增幅38.4%；其中阜陽站普速發(fā)送旅客2.08 萬人，農(nóng)歷同比減少0.15 萬人、減幅6.9%；阜陽西站純高鐵凈增加1.01 萬人，如圖1 所示。

圖1 阜陽地區(qū)高鐵、普速車站日均發(fā)送人數(shù)qm

圖2 阜陽地區(qū)普速客發(fā)、增幅及客座率λ 變化折線圖

春運節(jié)前期間，阜陽地區(qū)屬于非重點出發(fā)地，從開車情況來看，阜陽站始發(fā)6 趟普速平均客座率僅為λ普345.6%，與前期相比客座率進一步下降，同比上一年40.35%略有提高，如圖2 所示。阜陽西站始發(fā)高鐵列車平均客座率為λ高344.8%，均處于相對低位、運能較為充足。

3.3 運能供給調(diào)整方向

綜上客流簡析，阜陽地區(qū)在商合杭北段新線開通后，客流結構發(fā)生了明顯變化，普速客流下降、高鐵客流上升趨勢仍處于發(fā)展過程中，據(jù)此，下一步繼續(xù)做好運能優(yōu)化調(diào)整工作。

（1）不斷優(yōu)化調(diào)整普速運能。盯控客流變化，結合淡旺季轉換、公益性需要，通過淡季停運、減編等措施，合理安排普速運能。

（2）動態(tài)優(yōu)化高鐵運能。用好修程修制改革有利條件，優(yōu)化車底交路，減少京港高速線空送式開車；根據(jù)客流數(shù)據(jù)，總結京港高速、鄭阜高速線客流規(guī)律，通過周末重聯(lián)、淡季減編或停運等措施，動態(tài)調(diào)整運能供給方案。

4 結論

運能安排與客流需求相適應，即運能匹配性研究是對列車開行方案進行科學調(diào)整的前提。通過對客流的定期跟蹤和分析，依據(jù)客座率變化趨勢，判別列車開行方案與客流需求的總量適應性、結構適應性及質(zhì)量適應性。對該方法進行時間維度層面的擴展后，將適用于不同新線及季節(jié)性運輸?shù)绕渌矫妫欣谶M一步提升鐵路客運服務水平，適應地方經(jīng)濟發(fā)展需要，提高旅客滿意度及市場占有率。