周昭明，查偉雄

（1.湖南城市學(xué)院 土木工程學(xué)院，湖南 益陽413000；2.華東交通大學(xué) 交通與運(yùn)輸研究所，江西 南昌330013）

城市軌道交通站點(diǎn)的吸引范圍是指城市軌道交通能夠吸引到客流的所在區(qū)域范圍，包括直接吸引范圍和間接吸引范圍。直接吸引范圍是指可以通過城市軌道交通直接吸引到的客流區(qū)域范圍，無需借助其他交通方式，即可采用步行方式直接到達(dá)軌道交通站點(diǎn)的客流分布范圍；間接吸引范圍則是通過步行以外的其他方式與城市軌道交通進(jìn)行換乘而間接吸引到的客流區(qū)域范圍。對于出行者而言，是否選擇城市軌道交通作為出行方式在很大程度上取決于出行者到達(dá)軌道交通站點(diǎn)的方便程度，軌道交通受線路和站點(diǎn)的限制，通常僅布置在城市的主要交通走廊，如果僅通過步行方式，直接吸引范圍十分有限，因此，要想使城市軌道交通的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，就必須借助于其他交通方式，尤其是常規(guī)公交，通過研究城市軌道交通對常規(guī)公交客流的吸引能力，將客流吸引到城市軌道交通這一交通方式，從而提高城市軌道交通的服務(wù)范圍。

1 城市軌道交通站點(diǎn)的分類

乘客出行活動往往是根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)活動而產(chǎn)生的，而這些社會經(jīng)濟(jì)活動實(shí)際上是由于在空間分布上存在著不同性質(zhì)的用地而產(chǎn)生。換而言之，城市軌道交通站點(diǎn)與其所影響范圍內(nèi)的土地性質(zhì)存在著“流”與“源”的關(guān)系。在影響范圍內(nèi)用地性質(zhì)的不同會導(dǎo)致軌道交通站點(diǎn)功能的差異，根據(jù)軌道交通站點(diǎn)周邊土地使用性質(zhì)的不同，將軌道交通站點(diǎn)分為以下幾類。

1.1 生活居住區(qū)站點(diǎn)

生活居住區(qū)站點(diǎn)一般位于城市居民區(qū)，該地區(qū)開發(fā)時(shí)間較早，常規(guī)公交的相關(guān)配套設(shè)施已相對較完善。該類型的站點(diǎn)是以滿足居民的日常生活出行需求和工作出行需求為主，乘客大多采用步行接駁的方式，因此，這種類型站點(diǎn)的吸引范圍較小。另外，這類站點(diǎn)客流分布較集中，客流高峰主要集中在上下班時(shí)段，上午上班時(shí)段有明顯較短的進(jìn)站高峰期，下午下班時(shí)段有同樣的出站高峰期。

1.2 商業(yè)中心區(qū)站點(diǎn)

商業(yè)中心區(qū)站點(diǎn)一般位于城市中心區(qū)，站點(diǎn)附近的土地開發(fā)呈現(xiàn)多樣化并且趨于成熟，通常土地的使用程度取決于距離站點(diǎn)的遠(yuǎn)近程度，離站點(diǎn)越近的區(qū)域，其土地使用程度就越大，反之則越小。這類站點(diǎn)主要是服務(wù)于進(jìn)行休閑娛樂和商務(wù)貿(mào)易的乘客，其站點(diǎn)接駁方式通常采用步行和常規(guī)公交的交通方式，該類型的站點(diǎn)交通強(qiáng)度較大，站點(diǎn)的吸引范圍也較大。另外，這類站點(diǎn)的全天換乘客流分布量除早晚換乘客流較少外，其他時(shí)間的換乘客流都很大，沒有明顯的低谷，進(jìn)出站高峰期均很長。

1.3 交通樞紐區(qū)站點(diǎn)

交通樞紐區(qū)站點(diǎn)一般位于城市樞紐區(qū)，客流來源很廣，過境客流較多，換乘客流分布比較復(fù)雜，站點(diǎn)附近集火車、公交、私家車、自行車等多種交通方式為一體，換乘客流是站點(diǎn)的主要服務(wù)對象，這類站點(diǎn)的換乘強(qiáng)度大，站點(diǎn)吸引范圍大。另外，這類站點(diǎn)一天中有兩個(gè)配對的早晚進(jìn)出站高峰期。

1.4 外圍郊區(qū)站點(diǎn)

外圍郊區(qū)站點(diǎn)一般位于用地還未完全開發(fā)的郊區(qū)，用地類型主要是工業(yè)、倉儲及居住，人口密度較小，該區(qū)域的土地開發(fā)通常還不夠成熟，相應(yīng)的交通設(shè)施也不盡完善，客流方向通常是以中心城區(qū)為主，其客流走向表現(xiàn)出一定的向心性，通常位于城市軌道交通的首末站，這類站點(diǎn)的接駁方式主要采用常規(guī)公交，站點(diǎn)吸引范圍較大。另外，這類站點(diǎn)沒有明顯的進(jìn)出站高峰期，全天客流量都較小。

2 軌道交通站點(diǎn)的聚集效應(yīng)

2.1 聚集效應(yīng)的基本理論

聚集效應(yīng)是根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動在某一空間范圍內(nèi)通過聚集而產(chǎn)生，利用吸引相應(yīng)經(jīng)濟(jì)活動不斷靠近空間來獲取更多的利益。城市軌道交通站點(diǎn)作為城市軌道交通線網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)，起著提供服務(wù)的作用，是城市發(fā)展的一個(gè)新增長點(diǎn)，通過吸引大量的出行活動而產(chǎn)生聚集效應(yīng)。在軌道交通站點(diǎn)上運(yùn)用聚集效應(yīng)的相關(guān)理論，把軌道交通站點(diǎn)及其吸引范圍看作是一個(gè)聚集效應(yīng)場。隨著半徑的不斷擴(kuò)大，站點(diǎn)由內(nèi)向外所產(chǎn)生的聚集效應(yīng)逐漸削弱，反映出距離衰減率，可通過以下對數(shù)衰減函數(shù)來表示

式中:d為到達(dá)軌道交通站點(diǎn)的空間距離；e為軌道交通站點(diǎn)的梯度場效益，可以根據(jù)不同研究目的而采用不同的度量方法；a為軌道交通站點(diǎn)最大聚集效益，為常數(shù)項(xiàng)。

軌道交通站點(diǎn)聚集效益的函數(shù)圖形如圖1所示。

圖1 軌道交通站點(diǎn)聚集效益函數(shù)曲線

由圖1可知，當(dāng)空間距離從d1擴(kuò)展到d3時(shí)，聚集效益從e1降至e3，距離軌道交通站點(diǎn)越近，所產(chǎn)生的聚集效益就越大；反之則越小。聚集效益的強(qiáng)度通常取決于城市軌道交通站點(diǎn)的類型、規(guī)模和等級，不同類型的軌道交通站點(diǎn)有著不同的吸引范圍；同時(shí)，軌道站點(diǎn)的聚集效益還可以刺激吸引范圍內(nèi)的土地再開發(fā)，從而對吸引范圍內(nèi)的土地開發(fā)模式、周邊人口的空間分布情況以及居民的出行方式產(chǎn)生影響。

2.2 基于聚集效應(yīng)的軌道交通站點(diǎn)客流吸引范圍模型

在軌道交通站點(diǎn)的客流吸引范圍預(yù)測中運(yùn)用聚集效應(yīng)函數(shù)，需要先對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。通常在對乘客進(jìn)行出行調(diào)查時(shí)，要獲取乘客出發(fā)點(diǎn)到城市軌道交通站點(diǎn)的直線距離并不容易，城市軌道交通站點(diǎn)對常規(guī)公交客流的吸引范圍通常采取通過常規(guī)公交方式出行到達(dá)相應(yīng)城市軌道站點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間來反映，通過分析距離和到站時(shí)間之間的關(guān)系，考慮常規(guī)公交的平均行駛速度，將到站時(shí)間轉(zhuǎn)化為到站距離，通過計(jì)算常規(guī)公交客流的吸引半徑，最終確定城市軌道交通站點(diǎn)的客流吸引范圍。

基于以上分析，假設(shè)在到站時(shí)間t內(nèi)，乘坐常規(guī)公交到站的客流占到該交通方式全部客流的百分比為η，即在時(shí)間t內(nèi)，常規(guī)公交客流所聚集的梯度場效益為e＝100－η（%），且所有居民都居住在距離站點(diǎn)有一定時(shí)間（t0）的范圍外，設(shè)時(shí)間t0處所產(chǎn)生的客流最大聚集效益為a＝100%。用t代替函數(shù)中的d，即可得到聚集效益與到站時(shí)間的相關(guān)函數(shù)曲線

式中:α和t0均為正參數(shù)，取值可通過對現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)的回歸分析確定。

由式（2）可知，如果給定了通過常規(guī)公交到達(dá)城市軌道交通站點(diǎn)客流時(shí)間的百分比情況，就可以得到通過常規(guī)公交出行到達(dá)城市軌道交通站點(diǎn)的到站時(shí)間t。本文選取η＝80%作為常規(guī)公交的合理吸引時(shí)間，將所得時(shí)間與公交的平均行駛速度相乘即可得到采用公交換乘的行駛路程，再通過非直線系數(shù)折算即可得到客流吸引的合理半徑；同時(shí)選取η＝100%作為常規(guī)公交的最大吸引時(shí)間，同理可得客流吸引的最大半徑。

3 軌道交通站點(diǎn)的吸引范圍確定

聚集效應(yīng)的強(qiáng)度通常取決于城市軌道交通站點(diǎn)規(guī)模的大小和對應(yīng)等級的高低，所以，要在城市軌道交通站點(diǎn)的客流吸引范圍的研究中運(yùn)用聚集效應(yīng)模型，就需要先對城市軌道交通站點(diǎn)進(jìn)行分類。本文將城市軌道交通站點(diǎn)分為四種類型，即生活居民區(qū)站點(diǎn)、商業(yè)中心區(qū)站點(diǎn)、交通樞紐區(qū)站點(diǎn)以及外圍郊區(qū)站點(diǎn)，并分析以上各類型站點(diǎn)的常規(guī)公交客流吸引范圍。

在對城市軌道交通站點(diǎn)進(jìn)行分類后需要通過調(diào)查收集不同類型站點(diǎn)的公交到站時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)。以南昌市軌道交通一號線為研究對象，選擇該線路上的部分站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，包括雙港站、蛟橋站、八一橋西站、綠茵路站、地鐵大廈站、秋水廣場站、子固路站、八一廣場站、丁公路北站、青山湖大道站、高新大道站以及天祥大道站。將抽樣調(diào)查所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，如表1所示。

表1 各類型城市軌道交通站點(diǎn)到站時(shí)間分布比例表

利用表1中的調(diào)查數(shù)據(jù)對模型2進(jìn)行非線性回歸分析，可以獲到各類城市軌道交通站點(diǎn)對應(yīng)的公交客流聚集效應(yīng)衰減函數(shù)中的各項(xiàng)回歸參數(shù)（見表2）。另外，將η＝80%和η＝100%分別代入模型2中，可得到常規(guī)的合理吸引時(shí)間和最大吸引時(shí)間，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表2 各類型城市軌道交通站點(diǎn)聚集效應(yīng)衰減函數(shù)參數(shù)表

表3 不同類型軌道交通站點(diǎn)的吸引時(shí)間表

以上所得的是不同類型軌道交通站點(diǎn)的吸引時(shí)間，需要將其轉(zhuǎn)換成吸引半徑。公交的實(shí)際路程可通過到站時(shí)間與常規(guī)公交的平均行駛速度相乘得到，但所得距離并非軌道交通站點(diǎn)的吸引半徑。通常情況下，為了滿足乘客的需求，常規(guī)公交所行駛的線路并不一定是直線，通常會大于軌道交通站點(diǎn)的吸引半徑，所以，還需要對所求得的距離進(jìn)行非直線系數(shù)折算，即通過公交到站的實(shí)際路程除以常規(guī)公交的非直線系數(shù)得到軌道交通站點(diǎn)的吸引半徑。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》，非直線系數(shù)取邊界值1.4。利用調(diào)查所得的數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合表3的計(jì)算結(jié)果，即可得到常規(guī)公交客流的合理吸引范圍和最大吸引范圍（見表4、表5）。

表4 各類型城市軌道交通站點(diǎn)的合理吸引半徑表

表5 各類型城市軌道交通站點(diǎn)的最大吸引半徑表

從表4、表5可以看出，在軌道交通吸引范圍上，城市外圍郊區(qū)站點(diǎn)對常規(guī)公交客流的吸引力最大，其中合理吸引半徑和最大吸引半徑分別為12.62km和14.98km；其次是交通樞紐區(qū)站點(diǎn)，其合理吸引半徑和最大吸引半徑分別為8.11km和9.46km；生活居民區(qū)站點(diǎn)和商業(yè)中心區(qū)站點(diǎn)的客流吸引力最小。城市外圍郊區(qū)站點(diǎn)之所以吸引半徑最大，主要在于該類站點(diǎn)的設(shè)置通常較為稀疏，出行距離較長，使得常規(guī)公交具有較長的吸引時(shí)間，同時(shí)，常規(guī)公交在外圍郊區(qū)的平均行駛速度偏高，從而導(dǎo)致城市外圍郊區(qū)站點(diǎn)的客流吸引范圍最大。相反，生活居民區(qū)和商業(yè)中心區(qū)的站點(diǎn)分布較密集，使得常規(guī)公交的吸引時(shí)間較短，而這些區(qū)域的公交平均行駛速度都偏低，從而導(dǎo)致這兩類站點(diǎn)的客流吸引范圍較小。交通樞紐區(qū)站點(diǎn)的客流吸引范圍相對于其他類型的站點(diǎn)處于中等水平。

4 結(jié)束語

目前，我國各大城市都在大力興建城市軌道交通，考慮到城市軌道交通的建造成本高、工期長等特點(diǎn)，通常沿城市主要交通走廊進(jìn)行鋪設(shè)，需要借助常規(guī)公交來提高軌道交通的輻射范圍，因此，建立基于聚集效應(yīng)的利用常規(guī)公交擴(kuò)大城市軌道交通站點(diǎn)吸引范圍的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)，以南昌市軌道交通一號線為研究對象，選擇部分站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，通過對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到軌道交通站點(diǎn)對常規(guī)公交客流的合理吸引時(shí)間和最大吸引時(shí)間，從而確定不同類型站點(diǎn)的客流吸引范圍。所得研究成果能夠?yàn)檐壍澜煌ㄕ鹃g距的確定、客流預(yù)測等工作提供一定的理論依據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通與常規(guī)公交的有效接駁，從而更好地發(fā)揮城市軌道交通的優(yōu)勢，提高城市軌道交通的服務(wù)范圍，并最終促進(jìn)整個(gè)城市公交體系運(yùn)營效率的提高。

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