淺談城市軌道交通換乘銜接優(yōu)化

曾孟婷

摘 要：列車(chē)運(yùn)行圖是城市軌道交通行車(chē)組織的基礎(chǔ)，在講求客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量的大環(huán)境下，對(duì)于運(yùn)行圖的要求不僅僅局限于安全和效率。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于城市軌道交通換乘銜接優(yōu)化的研究大多數(shù)基于固定式、等間隔的行車(chē)開(kāi)行計(jì)劃，本文將從乘客換乘角度出發(fā)，充分分析換乘客流換乘時(shí)間及等待時(shí)間，提出非均衡行車(chē)間隔運(yùn)行圖編制方法對(duì)換乘客流候車(chē)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明當(dāng)城市軌道交通采用非均衡行車(chē)間隔時(shí)，可有效縮短乘客平均換乘等待時(shí)間，從而提升換乘客流的服務(wù)體驗(yàn)感。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng);換乘客流;列車(chē)運(yùn)行圖;非均衡行車(chē)間隔

中圖分類(lèi)號(hào)：U292 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）09-0214-02

隨著全國(guó)城市軌道交通的不斷發(fā)展，不僅北京、上海、廣州等城市領(lǐng)銜進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代，南寧、青島、合肥等城市也都步入了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)。網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)使整個(gè)城市軌道交通路網(wǎng)的通達(dá)性不斷增強(qiáng)，使得城市居民的出行更為便捷。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)也給城市軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，隨著路網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，換乘站也越來(lái)越多。在此環(huán)境下，把握軌道交通網(wǎng)絡(luò)換乘客流特征、合理制定列車(chē)開(kāi)行計(jì)劃、提升客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量等變成為了運(yùn)行圖編制的突破點(diǎn)。

1影響換乘客流的因素

1.1客流種類(lèi)

換乘站客流可大致分為：進(jìn)站客流、出站客流和換乘客流[1]。換乘站內(nèi)客流相比普通中間站的客流，除了普通的進(jìn)出站客流，還有大量的線路間換乘客流，特別是與大客流線路相銜接的換乘站。此外，對(duì)于一些大型換乘樞紐，車(chē)站內(nèi)的換乘客流要高于進(jìn)出站客流。

1.2客流走行速度

在車(chē)站內(nèi)進(jìn)行換乘的客流，因條件不同，走行速度會(huì)有一定的差異性。主要體現(xiàn)在乘客特征、換乘設(shè)施、換乘環(huán)境等因素。通常同站臺(tái)換乘因換乘距離短，客流行走速度差異性不大;而通道換乘換乘距離長(zhǎng)，客流行進(jìn)速度受外界因素影響較大。

1.3客流方向差異

一般來(lái)說(shuō)，城市軌道交通各條線路的客流量在不同的時(shí)間段內(nèi)客流流向方方存在一定的差異性，本文中研究主要以大客流方向?yàn)橹鳌?/p>

2列車(chē)組織影響分析

目前全國(guó)城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行計(jì)劃仍然處于固定行車(chē)間隔的階段，及在一定時(shí)間段內(nèi)列車(chē)行車(chē)間隔不變。在這種模式下，由于列車(chē)周期性地到達(dá)換乘車(chē)站，所產(chǎn)生的換乘客流和出站客流也會(huì)以一定的周期集中到達(dá)車(chē)站，若這些客流在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法搭乘換乘列車(chē)離開(kāi)，則乘客需要增加額外在站臺(tái)的等待時(shí)間，車(chē)站站臺(tái)會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)以積壓客流，且在一定時(shí)間內(nèi)，換乘站的換乘客流在客流中占較大比例。

目前，城市軌道交通不論是在行車(chē)間隔、檢修修程、施工計(jì)劃等都講究均衡性，以保證運(yùn)營(yíng)的安全、準(zhǔn)點(diǎn)。但隨著城市經(jīng)濟(jì)、文化等多樣化的發(fā)展，乘客的出行需求也呈現(xiàn)多樣性變化，均衡性的行車(chē)開(kāi)行計(jì)劃已逐漸不再適用。因此文本提出非均衡行車(chē)間隔的行車(chē)計(jì)劃制定理念，旨在縮短乘客平均換乘等待時(shí)間，提供更加個(gè)性化的運(yùn)營(yíng)服務(wù)，從而提高服務(wù)質(zhì)量。

3換乘時(shí)間

根據(jù)乘客走行速度、換乘設(shè)施和換乘環(huán)境，在本文研究中進(jìn)行以下假定：

（1）乘客走行速度。因乘客個(gè)體差異，乘客走行速度存在差異，直接影響乘客換乘時(shí)間。因此在進(jìn)行換乘協(xié)調(diào)優(yōu)化時(shí)，需要充分考慮不同乘客的換乘時(shí)間。城市軌道交通乘客中青年占95%，老年人占5%，其青年是指12歲～35歲人員，中年是指36歲～60歲人員，老年是指高于60歲人員[2-3]。

乘客根據(jù)出行目的不同走行的速度也有較大差異。出行目的為上班的乘客走行速度往往要快于出門(mén)游玩的乘客，搭乘軌道交通前往火車(chē)站、高鐵站、機(jī)場(chǎng)的乘客走行速度也較快，但是隨身攜帶較大行李的乘客因受環(huán)境限制走行的速度會(huì)較慢于未攜帶行李的乘客。

（2）換乘設(shè)施。同站臺(tái)換乘時(shí)，換乘距離較短，乘客個(gè)體差異較小，此時(shí)假定換乘時(shí)間取同一值;通道換乘時(shí)，換乘距離較大，個(gè)體差異大，本文采用現(xiàn)場(chǎng)取樣調(diào)查，對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（3）換乘環(huán)境。基于通道換乘的情況下，在平峰時(shí)期換乘客流較小，乘客行走受相互影響較小，換乘時(shí)間主要受到個(gè)人行走時(shí)間影響，本文采用現(xiàn)場(chǎng)取樣調(diào)查;高峰時(shí)期客流較大，換乘時(shí)間主要受到換乘設(shè)施影響，乘客行走受到相互制約，個(gè)人走行特征弱化，本文假定高峰時(shí)期換乘客流為一個(gè)整體，換乘時(shí)間取同一值。

4取樣調(diào)查

4.1樣本確定

本文中采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取樣的方法對(duì)某城市軌道交通換乘站乘客換乘時(shí)間進(jìn)行隨機(jī)抽樣，樣本容量定為200個(gè)滿足數(shù)據(jù)分析的要求[1]。其中中青年乘客樣本量為190個(gè)，老年乘客樣本量10個(gè)。另外，本文根據(jù)視頻調(diào)查法，調(diào)查研究某城市換乘站換乘客流中攜帶行李的乘客占比如表1。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，平均占比值為6.21%，則攜帶行李乘客占換乘總?cè)藬?shù)6.21%，則樣本類(lèi)型及數(shù)據(jù)確定為：中青年未攜帶行李乘客179人，中青年攜帶行李乘客11人，老年未攜帶行李乘客9人，老年攜帶行李乘客1人。本文中標(biāo)記中青年未攜帶行李乘客為A類(lèi)樣本，中青年攜帶行李乘客為B類(lèi)樣本，老年未攜帶行李乘客為C類(lèi)樣本，老年攜帶行李乘客為D類(lèi)樣本。

4.2數(shù)據(jù)處理

根據(jù)取樣調(diào)查結(jié)果得出，不同類(lèi)型乘客換乘時(shí)間存在明顯差異，乘客換乘按照時(shí)間長(zhǎng)短統(tǒng)計(jì)。從調(diào)查結(jié)果可以得出，未攜帶行李的中青年乘客換乘時(shí)間明顯快于其他3類(lèi)乘客，且人數(shù)比例占據(jù)換乘乘客的多數(shù)比例。當(dāng)換乘時(shí)間取值為260s時(shí)，178名乘客能夠換乘成功，本文取該值作為乘客換乘時(shí)間進(jìn)行換乘銜接優(yōu)化研究，即可滿足大多數(shù)乘客的換乘需求。

5優(yōu)化方案

5.1同站臺(tái)換乘優(yōu)化

本文中同站臺(tái)換乘時(shí)間取同一值，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，某城市軌道交通同站臺(tái)換乘時(shí)間取值16s，即當(dāng)換乘站各線路列車(chē)到達(dá)車(chē)站的時(shí)間相差16s時(shí)，乘客換乘時(shí)間最短。根據(jù)換乘站各線路換乘客流方向性及潮汐客流方向性，對(duì)于換乘站換乘優(yōu)化需要根據(jù)換乘客流方向，以保證大方向客流能夠成功完成換乘。再者根據(jù)各線路行車(chē)間隔的差異性，行車(chē)間隔密集的線路乘客候車(chē)時(shí)間較短，本文將不再進(jìn)行低密度行車(chē)間隔往高密度換乘的情況進(jìn)行優(yōu)化。

5.2通道換乘優(yōu)化

通道換乘，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽樣調(diào)查，某城市軌道交通通道換乘時(shí)間取值260s。平峰期，本文假設(shè)換乘站線路A行車(chē)間隔分別為7min、線路B行車(chē)間隔為8min，列車(chē)到達(dá)換乘站的時(shí)間差異乘周期性變化，周期為56min。則乘客等待時(shí)間呈周期性變化。

本課題假設(shè)T0時(shí)刻，A、B線路列車(chē)同時(shí)到達(dá)換乘站，乘客換乘時(shí)間為T(mén)h，T0時(shí)刻后A線路第1趟列車(chē)到達(dá)換乘站的時(shí)刻為T(mén)0+7′，B線路第1趟列車(chē)到達(dá)換乘站的時(shí)刻為T(mén)0+8′，乘客由B線路換乘至A線路站臺(tái)的時(shí)刻為T(mén)0+8′+Th，即為T(mén)0+8′+4′20″，后續(xù)列車(chē)以此類(lèi)推。當(dāng)?shù)竭_(dá)T0+56′時(shí)刻兩條線列車(chē)又將同時(shí)到達(dá)車(chē)站，兩條線列車(chē)到達(dá)換乘站的時(shí)間差呈周期性變化，乘客到達(dá)換乘站的時(shí)間呈周期性變化。

在一個(gè)周期內(nèi)，假設(shè)T0時(shí)刻A線路到達(dá)的列車(chē)為第N趟列車(chē)，B線路到達(dá)的列車(chē)為第M趟列車(chē)，A線路通過(guò)列車(chē)為8列，B線路通過(guò)列車(chē)為7列，乘客換乘時(shí)間為260s，可計(jì)算：

當(dāng)M=1時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+14′）-（T0+8′+4′20″）=1′40″，其中N取值為2;當(dāng)M=2時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+21′）-（T0+16′+4′20″）=40″，其中N取值為3;當(dāng)M=3時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+35′）-（T0+24′+4′20″）=6′40″，其中N取值為5;當(dāng)M=4時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+42′）-（T0+32′+4′20″）=5′40″，其中N取值為6;當(dāng)M=5時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+49′）-（T0+40′+4′20″）=4′40″，其中N取值為7;當(dāng)M=6時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+56′）-（T0+48′+4′20″）=3′40″，其中N取值為8;當(dāng)M=7時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+63′）-（T0+56′+4′20″）=2′40″，其中N取值為9，此時(shí)A線路列車(chē)已為下一周期的列車(chē);當(dāng)M=8，即進(jìn)入下一周期的第一趟列車(chē)時(shí)，該趟車(chē)乘客換乘至A線路后的等待時(shí)間為：（T0+70′）-（T0+64′+4′20″）=1′40″，其中N取值為10，此時(shí)A線路列車(chē)已為下一周期的列車(chē)。

通過(guò)上述計(jì)算可以得出，乘客到達(dá)A線路后換乘等待時(shí)間仍然呈周期性變化。在一個(gè)周期內(nèi)，乘客平均換乘等待時(shí)間為3′40″，本文將以乘客平均換乘等待時(shí)間作為優(yōu)化調(diào)整的基準(zhǔn)，當(dāng)乘客換乘等待時(shí)間大于平均換乘等待時(shí)間時(shí)，將通過(guò)調(diào)整該列車(chē)的到達(dá)換乘站的時(shí)間來(lái)對(duì)上述情況進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整A線路部分列車(chē)到達(dá)換乘站時(shí)間，縮短乘客換乘等待時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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