重慶主城區(qū)軌道交通客流 時空特征分析

吳祥國，張建嵩，高志剛，余梓冬，于海勇，陳 康

（1.重慶市交通規(guī)劃研究院 交通信息中心，重慶 401147；2.重慶市交通規(guī)劃研究院，重慶 401147）

重慶主城區(qū)城市空間結構為“一城五片、多中心組團式”[1]，是山地城市的典型代表。國內部分學者研究分析了軌道交通客流的出行特征，但主要集中于北上廣深及成都、武漢、鄭州等平原城市。劉劍鋒等[2]系統介紹了北上廣深截止到2012年底的客流指標特征及其成長規(guī)律。張錚等[3]分析了成都市2010—2016年的客流變化特征和成長規(guī)律。王冠等[4]量化分析了武漢市截止到2016年底的軌道客流時空分布特征。尤勍等[5]基于AFC系統數據分析了鄭州市截止到2018年的客流特征。有關山地城市軌道交通客流特征的研究成果相對較少，吳祥國等[6-7]研究了重慶主城區(qū)截止到2017年底的軌道客流成長規(guī)律及軌道交通客流的時間變化特性與影響因素。總體而言，缺乏對山地多中心組團城市軌道交通網絡、線路、站點客流特征以及軌道交通客流時空特征的系統性研究成果。

1 重慶主城區(qū)軌道交通發(fā)展現狀

重慶主城區(qū)具有典型的山地多中心組團特征，受四山、兩江自然阻隔，主城區(qū)分為中部、北部、南部、西部、東部5大片區(qū)，共21個城市組團，以片區(qū)為格局有機組織城市人口和功能，各片區(qū)具有相當的人口規(guī)模，城市功能完善，既相對獨立，又彼此聯系，相互協調發(fā)展。中部片區(qū)為中梁山以東，銅鑼山以西，長江和嘉陵江環(huán)抱的區(qū)域；北部片區(qū)為嘉陵江、長江以北區(qū)域；南部片區(qū)為銅鑼山以西，長江以南和以東的區(qū)域；西部片區(qū)為縉云山和中梁山之間的區(qū)域；東部片區(qū)為銅鑼山和明月山之間的區(qū)域。截止到2019年底，主城區(qū)常住人口884萬，人口密度1.3萬人/km2，城市人口崗位主要集中于中部槽谷的5大核心組團(渝中、觀音橋、南坪、沙坪壩和大楊石)，占比約為主城區(qū)50%。

截止到2019年底，主城區(qū)共計開通運營8條軌道交通線路，已基本形成“環(huán)線+放射”形態(tài)的軌道交通網絡，實現了主城各行政區(qū)均有軌道覆蓋。軌道線網總長度329 km，車站190座(含換乘站20座)，日均客運量302.2萬人，客流強度0.97萬人/km，平均乘距12.9 km。主城區(qū)現狀軌道線網客流指標如表1所示，客流時空特征包括時間分布和空間分布2個方面，針對這2個方面以下分別從線網、線路、站點3個角度展開分析。

2 客流時間分布特征分析

2.1 線網客流時間分布特征

分析居民出行調查與軌道閘機數據，發(fā)現軌道線網客流均具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，且早高峰小時系數均大于晚高峰系數，主城區(qū)軌道線網客流出行時間分布如圖1所示。

軌道早高峰時段出發(fā)與到達的時刻相差1 h，與軌道平均出行時耗59.8 min (其中兩端接駁時耗21.8 min)基本一致。早晚高峰的進出站時段均相差30 min，與居民調查的軌道車內出行時間38 min基本相符，調查的早晚高峰小時系數均大于軌道進出站系數，這些差異與居民調查存在兩端接駁時間，且調查回饋時間較為模糊且集中有關。

與北京、廣州、鄭州等平原城市10% ~ 13%的早高峰小時系數相比，重慶主城區(qū)出行時段集中度更高，這與山地城市經濟發(fā)展水平相對較低、服務業(yè)相對落后、彈性出行相對較少有一定的關系。

2.2 線路客流時間分布特征

主城區(qū)軌道線路與線網客流出行時間分布特征基本一致，具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，主城區(qū)軌道線路客流出行時間分布如圖2所示。按照軌道出站時間分析線路出行時間分布特征，早高峰小時系數大的線路，其晚高峰小時系數也較大。

圖1 主城區(qū)軌道線網客流出行時間分布Fig.1 Passenger-flow time distribution of the rail transit network in main urban areas

圖2 主城區(qū)軌道線路客流出行時間分布Fig.2 Passenger-flow time distribution of rail transit lines in main urban areas

軌道線路高峰小時系數的大小與線路區(qū)位、沿線用地性質及用地開發(fā)成熟度存在較大的關系。其中，軌道環(huán)線地處主城核心邊緣區(qū)域，軌道4號線、5號線開通段大部分位于主城外圍區(qū)域，由于軌道環(huán)線、4號線、5號線、6號線(含國博線) 均串聯了大量外圍待開發(fā)區(qū)域，沿線用地以居住、辦公為主且開發(fā)成熟度低，造成通勤出行比例高，高峰小時系數明顯高于其他線路。軌道1號線、2號線和3號線開通時間較早，串聯了主城區(qū)重要的居住、商務和辦公區(qū)域，其外圍區(qū)域的開發(fā)也日趨成熟，是主城區(qū)的重要客流走廊，出行目的較為豐富，彈性出行比例相對較高，高峰小時系數則相對較低。

2.3 站點客流時間分布特征

軌道站點的客流時間分布特征與站點的性質、區(qū)位、周邊用地類型及開發(fā)強度等具有較大關系，采用部分典型站點的出行時間分布特征進行分析。

客流時間分布特征分析如下：①軌道站點性質為對外交通樞紐，其時間分布主要受機場、火車站等對外交通樞紐的運輸組織(到發(fā)量與到發(fā)時刻表)影響，如重慶北站客流時間分布均為無峰型，高峰小時系數不超過10%；②軌道站點周邊用地為居住型，則早高峰以進站客流為主，晚高峰以出站客流為主，如華新街站客流時間分布為高低峰型，早高峰進站高峰系數為21.2%，晚高峰出站系數為15.9%；③軌道站點周邊用地為居住型且處于城市外圍區(qū)域，則早高峰出行時刻相對提前且客流時間分布為單峰型，如回興站早高峰進站提前了約1 h，早高峰進站高峰系數為20.9%，晚高峰出站高峰系數為18.0%；④軌道站點周邊用地為商務辦公型，則早高峰主要以出站客流為主，晚高峰以進站客流為主，如觀音橋站客流時間分布也為高低峰型，早高峰出站高峰系數為14.8%，晚高峰進站高峰系數為12.8%；⑤軌道站點周邊用地為混合型，居住與商務辦公用地相對均衡，則具有明顯的早晚高峰雙峰型特征，如石橋鋪站進出站客流時間分布均為雙峰型，早晚高峰系數在11.8% ~ 14.5%之間。

3 客流空間分布特征分析

3.1 線網客流空間分布特征

3.1.1 主城區(qū)機動化和軌道交通出行分布

因城市發(fā)展階段不同，不同組團的人口崗位集聚程度存在較大的差異，主城區(qū)機動化出行和軌道交通出行也存在較大的空間不均衡特征。

主城區(qū)機動化出行分布如圖3所示。核心區(qū)域5大組團突破了兩江阻隔連片發(fā)展，存在較大的組團內部和組團間機動化出行；中部槽谷形成了南北向的客流主走廊和次級走廊，突破兩山向東西部槽谷發(fā)展形成了東西向客流主走廊；依托成熟發(fā)展區(qū)域，逐步形成了部分相鄰組團走廊。主城區(qū)軌道交通基本支撐了機動化出行的客流主走廊，核心區(qū)域5大組團區(qū)域內部的軌道出行量占主城區(qū)軌道出行量的55%，與5大組團相關的出行量占比80%。

圖3 主城區(qū)機動化出行分布Fig.3 Motorized trip distribution in main urban areas

與平原城市相比，重慶主城區(qū)軌道交通網絡客流存在相同的強中心特征，即中心輻射外圍區(qū)域。但重慶主城區(qū)的山地多中心組團特征導致軌道客流服務中心分散布局在核心區(qū)域的5大組團。這與平原城市同心圓式的單中心外圍輻射存在顯著的不同，表現在出行距離方面的特征為山地多中心組團城市明顯較低，如重慶主城區(qū)軌道平均出行距離12.9 km，明顯低于北京、上海等平原城市 15 ~ 17 km的出行距離。

3.1.2 軌道網絡斷面客流空間分布

主城區(qū)軌道線網全日斷面流量如圖4所示，斷面客流存在核心區(qū)域大、外圍區(qū)域小的特征。軌道1號線、2號線、3號線和6號線發(fā)展相對成熟，客流量級較大，對于緩解核心區(qū)域交通擁堵發(fā)揮了關鍵作用。因環(huán)線、5號線和10號線尚未全線開通，且開通時間僅1 ~ 2年，雖位于核心區(qū)域但客流量級并不高。軌道2號線、3號線、4號線、6號線、10號線外圍區(qū)域的沿線用地開發(fā)緩慢，客流量級水平也較低。除外圍接駁型線路外，軌道線路全日斷面客流均呈現典型的紡錘形特征且雙向客流均衡，兩頭細中間粗，特別在重要的商圈、商務辦公區(qū)域、大型聚居區(qū)及換乘站點附近形成較大的斷面升降，如觀音橋、光電園和兩路口。

圖4 主城區(qū)軌道線網全日斷面流量Fig.4 Full-day cross-section flow of the rail transit network in main urban areas

主城區(qū)軌道線網早高峰斷面客流呈現典型的潮汐性和向心型特征，雙向高峰小時斷面不均衡且除外圍接駁線外高峰小時高斷面區(qū)間均出現在核心區(qū)域。不考慮外圍接駁線路，各線路方向不均衡系 數[10]在1.02 (6號線) ~ 1.39 (2號線)之間，其中2號線高峰小時高方向高斷面是低方向高斷面的2.3倍，低于北京、鄭州等平原城市軌道線路3 ~ 4倍的差距。各線路高峰小時高斷面分布在0.18萬人/h (4號線) ~ 3.58萬人/h (3號線)之間，低于北京、上海等平原城市軌道線路高峰小時高斷面4萬人/h ~ 6萬人/h的量級水平。而在軌道1號線高廟村—兩路口、2號線馬王場—牛角沱、3號線銅元局—嘉州段和6號線光電園—紅旗河溝的高峰時段仍然存在常態(tài)化擁擠現象，平均立席密度超過5人/m2，其中3號線斷面滿載率最高可達139%，平均立席密度達到7人/m2，基本達到北京部分擁擠線路滿載水平。

3.2 線路客流空間分布特征

（1）軌道線路斷面客流形態(tài)特征。軌道線路客流的空間分布特征與線路開通年限、區(qū)位、串聯區(qū)域及其沿線用地的開發(fā)強度和成熟度存在較大的關聯。總體上，主城區(qū)軌道線路全日斷面客流形態(tài)分為以下幾種類型：①線路一端在外圍發(fā)展區(qū)域一端在核心區(qū)域，斷面客流呈偏核心區(qū)域的紡錘形態(tài)，如軌道1號線、2號線、5號線和10號線。②線路兩端均在外圍發(fā)展區(qū)域，中途穿越城市核心區(qū)域，斷面客流呈紡錘形態(tài)，如軌道3號線、6號線。③軌道環(huán)線雖地處核心區(qū)域但尚未全線貫通且開通時間較短，仍然呈現紡錘形態(tài)。④軌道3號線延伸線和6號線國博線均位于城市外圍區(qū)域，斷面客流呈自外圍向核心區(qū)域方向持續(xù)增加的態(tài)勢。

（2）軌道線路方向和斷面不均衡性。軌道線路早高峰上下行方向存在方向不均衡特征，全日與早高峰斷面客流也存在明顯的斷面不均衡現象，但線路方向不均衡系數與斷面不均衡系數[8]之間并無明顯的關聯性，主城區(qū)軌道線路方向和斷面不均衡系數如圖5所示。從方向不均衡性來看，國博線地處外圍開發(fā)區(qū)域，早高峰主要向6號線喂給客流，方向不均衡系數高達1.58；軌道2號線進入渝中區(qū)之后沿嘉陵江邊進入解放碑，存在較多單邊服務區(qū)域，方向不均衡系數高達1.39；而6號線途徑區(qū)域沿線職住相對均衡，方向不均衡系數僅為1.02。從斷面不均衡性來看，各線路全日和早高峰變化趨勢基本一致。軌道3號線、6號線、10號線途經核心區(qū)域的高斷面與外圍較長的待開發(fā)區(qū)域線路斷面存在較大的差異，斷面不均衡系數處于較高水平；1號線核心區(qū)與外圍區(qū)線路長度差距不大且斷面客流緩慢積累，斷面不均衡系數處于相對較低的水平；國博線和北延伸線線路長度較短，斷面客流緩慢積累，斷面不均衡系數最低，僅在1.4左右。總之，線路的方向不均衡系數和斷面不均衡系數均對線路的運營組織產生較大的影響。

圖5 主城區(qū)軌道線路方向和斷面不均衡系數Fig.5 Directional and cross-section non-equilibrium coefficients of rail transit lines in main urban areas

3.3 站點客流空間分布特征

軌道站點區(qū)位、性質、周邊用地類型、開發(fā)強度、開發(fā)成熟度等因素決定了軌道站點客流的空間分布特征，主要體現在軌道全日與早高峰的進出站以及換乘客流方面，主城區(qū)軌道站點全日進出站客流如圖6所示，主城區(qū)軌道站點進出站客流比如圖7所示。

圖6 主城區(qū)軌道站點全日進出站客流Fig.6 Inbound and outbound passenger flow at rail stations in main urban areas

圖7 主城區(qū)軌道站點進出站客流比Fig.7 Ratio between inbound and outbound passenger flows at rail stations in main urban areas

（1）不同區(qū)域進出站客流差異懸殊，主要集中于中部核心區(qū)域。少數軌道站點占據大量客流，主城區(qū)五大組團40%的軌道站點承擔了高達60%的進出站客流。軌道站點日均進/出站1.27萬人，客流規(guī)模最大值與最小值相差150 ~ 160倍，早高峰在220 ~ 1 190倍。同時，早高峰站點進出站客流比(進站客流/出站客流)明顯與全日不同，早高峰浮動區(qū)間為0.04 ~ 4.42，異常高值為9.15，差異較大；而全日僅為0.74 ~ 1.27，較為均衡。

（2）換乘客流規(guī)模大，主要集中于部分換乘站點。軌道換乘系數高達1.49，換乘客流主要集中于兩路口、紅旗河溝、牛角沱、小什字、重慶北站南廣場、冉家壩和大坪站，占比高達78%。以兩路口站為例，日均換乘客流18.5萬人(與北京換乘第3位的東直門站客流量級一致)，早高峰2.6萬人；其中，全日換乘客流為進站客流的4.5倍，早高峰時段高達7.5倍。

（3）站點接駁主要以步行為主。軌道交通作為城市的集約骨干交通系統，線路站間距較大，難以做到門到門服務，必須與其他交通方式有效銜接才能發(fā)揮作用。與平原城市不同，山地城市自行車出行比例幾乎可以忽略不計，步行成為山地城市軌道交通的主要接駁方式，其中軌道進站步行接駁比例82.3%，出站步行接駁比例86.5%，遠高于北京、廣州等平原城市60% ~ 70%的步行接駁比例。

4 結束語

與平原城市進行對比，研究山地組團城市軌道交通系統的時空客流特征，對于指導山地組團城市軌道交通的規(guī)劃、設計、運營管理以及出臺相關交通政策具有重要的指導意義。結合重慶主城區(qū)的軌道客流時空出行特征，從目前核心區(qū)客流擁擠程度看，應加快在建軌道交通線路的建設進程，特別是核心區(qū)域的軌道環(huán)線全線貫通運營，從而達到疏解核心區(qū)域人口崗位，有效緩解交通擁堵的目標；從部分線路的斷面不均衡系數較高看，應加快外圍線路沿線用地的開發(fā)進程，盡早完善商業(yè)、教育、醫(yī)療等配套服務設施，從而提高軌道交通的客流效益；通過研究出臺山地城市軌道交通TOD發(fā)展相關導則、規(guī)范和政策，引導軌道交通與城市空間耦合發(fā)展，改善軌道站點步行接駁環(huán)境，可以提高軌道交通的可達性及吸引力，真正最大化軌道交通的整體效益。