劉勁

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營事業(yè)總部 廣州 511430）

廣州地鐵換乘匹配問題研究

劉勁

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營事業(yè)總部 廣州 511430）

隨著廣州地鐵線網(wǎng)的不斷壯大與完善，線路通達(dá)性逐步提高，乘客對城市軌道交通服務(wù)的期望值隨之增長，對線路間列車匹配銜接提出更高的要求。本文通過分析廣州地鐵線網(wǎng)換乘匹配現(xiàn)狀及存在問題，提出換乘匹配優(yōu)化方案，旨在提升廣州地鐵運(yùn)營服務(wù)水平，為乘客提供優(yōu)質(zhì)、便捷的交通服務(wù)。

換乘匹配；現(xiàn)狀；研究

1 問題提出

目前廣州地鐵已開通運(yùn)營線路9條，運(yùn)營長度266km，車站169座，其中無障礙換乘站20座，有障礙換乘站2座，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營格局已現(xiàn)雛形。針對城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營復(fù)雜多樣化的特點(diǎn)，為滿足廣州地鐵網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)模化的管理需要，非常有必要對換乘站列車銜接方案進(jìn)行研究分析，提出科學(xué)合理的行車組織方案。

在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，研究如何通過優(yōu)化列車開行方案，使得換乘匹配銜接緊密順暢，有效節(jié)約乘客換乘時(shí)間，是網(wǎng)絡(luò)化條件下提升運(yùn)營服務(wù)水平的重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營協(xié)調(diào)是一個(gè)復(fù)雜的、循環(huán)優(yōu)化的過程，難以規(guī)定唯一的最優(yōu)方案，因此本文旨在提出相對合理的、可行的換乘銜接匹配優(yōu)化方案。

2 現(xiàn)狀分析

基于目前列車銜接方案及現(xiàn)場測定的乘客換乘走行時(shí)間，以下從換乘等待時(shí)間、換乘匹配率兩方面對換乘匹配現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的分析：

2.1 換乘等待時(shí)間

換乘等待時(shí)間指乘客從線路A換乘至線路B后需要等待的時(shí)間（計(jì)算時(shí)不考慮列車擁擠導(dǎo)致乘客無法上車的情況）（如圖1）。

如圖1，換乘等待時(shí)間計(jì)算如下：

T等待=TB，到達(dá)-TA-B，換乘-TA，到達(dá)

通過對所有換乘站列車銜接分析，線網(wǎng)全天平均換乘等待時(shí)間為128s，其中高峰期約為99s，中峰期約為140s，低峰期約為170s（如表 1）。

而通過進(jìn)一步分析各換乘站的換乘等待時(shí)間，發(fā)現(xiàn)換乘站平均等待時(shí)間與換乘站所在線路行車間隔密切相關(guān)。即，分布在行車間隔小的線路的換乘站，平均等待時(shí)間較短，如一、二、三、五號(hào)線的換乘站；分布在行車間隔大的線路的換乘站，平均等待時(shí)間較長，如廣佛線。

圖1 換乘等待時(shí)間分解示意圖

表1 線網(wǎng)各峰期平均等候時(shí)間情況表

2.2 換乘匹配率

換乘匹配率是結(jié)合乘客體驗(yàn)感受的一項(xiàng)指標(biāo)，假設(shè)劃分乘客體驗(yàn)感受原則如下：

（1）換乘等候時(shí)間≤3min，視為換乘體驗(yàn)良好；

（2）3min＜換乘等候時(shí)間≤5min，視為換乘體驗(yàn)一般；

（3）換乘等候時(shí)間＞5min，視為換乘體驗(yàn)較差。

通過分析，線網(wǎng)換乘匹配良好占比約72%，一般占比24%，較差占比4%。從峰期上看，高峰期行車間隔小，換乘匹配良好占比達(dá)91%；中峰期行車間隔一般，換乘匹配良好占比約79%；而低峰期行車間隔大，換乘匹配良好占比相對較低，約68%。

3 研究方向

3.1 高峰期不考慮換乘銜接匹配問題

3.1.1 行車間隔小，換乘等待時(shí)間短

基于目前廣州地鐵行車安排，高峰期線網(wǎng)各線路行車間隔基本維持在3min內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)狀分析結(jié)果，高峰期線網(wǎng)平均等待時(shí)間僅99s，即使乘客錯(cuò)過上一趟列車，也可在較短時(shí)間內(nèi)乘坐上另一趟列車。

3.1.2 常態(tài)化客流控制因素制約

為減少大客流對線路的沖擊影響，廣州地鐵高峰期在重點(diǎn)換乘車站通常需采取客流控制措施，致使乘客在換乘站的走行時(shí)間增加，直接影響了換乘體驗(yàn)。

3.2 中/低峰期換乘銜接匹配研究具備可行性與必要性

3.2.1 行車間隔大，換乘等候時(shí)間較長

中、低峰期行車間隔分別在4min、7min以上，若乘客錯(cuò)過上一趟列車，需要等待下一趟列車的時(shí)間相對較長。根據(jù)現(xiàn)狀分析結(jié)果，中峰期約為140s，低峰期約為170s，平均等待時(shí)間分別較高峰增加約41%、72%。

3.2.2 影響因素少

中/低峰期線網(wǎng)客流平穩(wěn)且相對較小，車站一般無需采取客流控制措施，乘客換乘走行時(shí)間受外界影響因素小，換乘時(shí)間較穩(wěn)定。

基于上述兩點(diǎn)，本文認(rèn)為高峰期不考慮換乘銜接匹配問題，而中低峰期具備開展換乘銜接匹配研究的可行性與必要性。

4 換乘匹配條件及問題優(yōu)化

4.1 換乘銜接匹配的條件分析

根據(jù)《廣州地鐵公園前站1、2號(hào)線換乘匹配研究》等研究，結(jié)合地鐵運(yùn)輸組織經(jīng)驗(yàn)，為了使乘客換乘等候時(shí)間最優(yōu)化，不同線路列車可持續(xù)依次交替到達(dá)，需配套制定相應(yīng)措施，滿足條件如下：

（1）同時(shí)段各線路行車間隔相等：為保證相鄰線路換乘銜接的均衡性，相鄰線路的行車間隔須相等。

（2）換乘站同線路雙方向列車同時(shí)到站：為保證乘客在換乘站下車換乘至鄰線后，可同時(shí)換乘到鄰線任意方向，須安排鄰線列車在換乘站上、下行方向同時(shí)到站。

為使同一線路上、下行列車同時(shí)到達(dá)車站，需通過對運(yùn)行圖的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行修改，包括兩端折返時(shí)間及部分區(qū)間運(yùn)行時(shí)間，但需滿足條件：

式中：T周期——行車周期；

tu1——上行始發(fā)站至換乘站的時(shí)間；

tu2——換乘站停車至到達(dá)上行終點(diǎn)站的時(shí)間；

tup——上行終點(diǎn)站全折返時(shí)間；

td1——下行始發(fā)站至換乘站的時(shí)間；

td2——換乘站至到達(dá)下行終點(diǎn)站的時(shí)間；

tdm——下行終點(diǎn)站全折返時(shí)間；

T間隔——行車間隔時(shí)間；

N——整數(shù)數(shù)值。

（3）鄰線列車錯(cuò)開1/2行車間隔到站：為保證相鄰線路列車依次錯(cuò)開均衡到達(dá)，須統(tǒng)籌安排相鄰2條線路的時(shí)刻表，以A線的到達(dá)時(shí)間為基準(zhǔn)、B線到達(dá)時(shí)間在A線的到達(dá)時(shí)間的基礎(chǔ)上按錯(cuò)開1/2行車間隔安排。

4.2 問題與優(yōu)化

換乘銜接與實(shí)際運(yùn)作存在著相互制約的關(guān)系，如實(shí)施過程中，若不考慮實(shí)際運(yùn)作需求，簡單按換乘銜接條件實(shí)施換乘銜接，可能帶來適得其反的效果，從而會(huì)對運(yùn)營組織及成本產(chǎn)生一定的影響。

4.2.1 同時(shí)到站易造成站臺(tái)擁擠，存在客運(yùn)安全隱患

分析同線路雙方向列車同時(shí)到站條件，將有雙方向列車4股客流同時(shí)使用站臺(tái)資源，而站臺(tái)空間有限、扶梯等設(shè)備資源較少，大量下車乘客容易堵在扶梯、電梯、樓梯的入口處，容易造成站臺(tái)擁擠、秩序混亂、乘客碰撞等問題，對站臺(tái)設(shè)備能力、客運(yùn)服務(wù)均提出較高的要求。為此，建議采取的應(yīng)對措施如下：

（1）對于同線路存在多個(gè)站臺(tái)可區(qū)分乘客在不同區(qū)域乘降的換乘站（如公園前“一島兩側(cè)式”站臺(tái)），建議安排雙方向列車同時(shí)到站。

（2）對于不能區(qū)分乘客在不同區(qū)域乘降的換乘站，建議根據(jù)車站客流量安排雙方向列車錯(cuò)開30～60s到達(dá)，以緩解同時(shí)到站帶來的客流壓力。

4.2.2 同時(shí)段行車間隔相等，將致使運(yùn)能與運(yùn)量不匹配

線路間列車車型不同導(dǎo)致載客能力存在差異，如果把各條線路的行車間隔設(shè)成一致，必將出現(xiàn)部分線路運(yùn)能吃緊、服務(wù)水平下降，而部分線路運(yùn)能過剩、服務(wù)水平大幅提升的情況。為此，建議采取的應(yīng)對措施如下：

（1）鑒于目前廣州地鐵低峰期行車間隔普遍在7min以上，且各線路行車間隔相差較小，建議將低峰期行車間隔設(shè)置相等。

（2）列車同時(shí)到站，可能致使行車周期須增加、列車運(yùn)行效率降低

換乘銜接匹配需通過增加列車在車站停站或區(qū)間運(yùn)行時(shí)間方式，以達(dá)到雙向列車基本同時(shí)到站的效果，將造成峰期內(nèi)最小行車周期的增加。具體行車周期的增量，需根據(jù)峰期行車間隔、連續(xù)換乘站間的旅行時(shí)間、換乘銜接匹配的車站個(gè)數(shù)、停站和運(yùn)行時(shí)間調(diào)整量等因素綜合而定，原則上行車周期的增量范圍為不大于換乘站個(gè)數(shù)×峰期行車間隔。為此，建議采取的應(yīng)對措施如下：

（1）建議以“調(diào)整列車在起點(diǎn)站的停站時(shí)間”為主、“縮短/延長中間站停站時(shí)間和區(qū)間運(yùn)行時(shí)間”為輔的方式調(diào)整運(yùn)行圖。

（2）當(dāng)發(fā)生連續(xù)換乘站間的旅行時(shí)間與行車間隔差異較大，無法采用相對合理化的參數(shù)設(shè)置達(dá)到換乘銜接匹配效果時(shí)，應(yīng)考慮峰期時(shí)段內(nèi)優(yōu)先只對部分換乘站（綜合根據(jù)換乘量大小、換乘距離遠(yuǎn)近2方面排序）、甚至部分換乘站的部分方向（綜合根據(jù)大客流換乘方向、換乘便捷性排序）考慮換乘銜接匹配。

5 優(yōu)化原則及思路

基于廣州地鐵已基本呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的格局，如僅通過人為調(diào)整運(yùn)營時(shí)刻表的形式提高換乘匹配率，必然會(huì)顧此失彼，因此非常有必要明確換乘匹配原則及優(yōu)化思路。

（1）結(jié)合行車效率調(diào)整難易程度，優(yōu)先考慮一端為線路終點(diǎn)的換乘站。

如嘉禾望崗站，可通過優(yōu)化調(diào)整二號(hào)線嘉禾望崗站始發(fā)或終到時(shí)間，靈活實(shí)現(xiàn)二號(hào)線與三號(hào)線的換乘匹配。

（2）結(jié)合換乘客流等級(jí)，明確優(yōu)先考慮車站及線路。

如體育西路，換乘客流為線網(wǎng)之首，如實(shí)施換乘匹配可優(yōu)先考慮，如此可擴(kuò)大受益人群。

（3）結(jié)合換乘站各股客流比重情況，優(yōu)先考慮大客流方向的換乘匹配。

如客村站，可優(yōu)先考慮八號(hào)線下行往三號(hào)線下行及三號(hào)線上行往八號(hào)線上行的換乘匹配。

6 實(shí)施建議

通過上述分析，換乘銜接匹配的目標(biāo)旨在縮短乘客換乘候車時(shí)間，然而換乘銜接匹配需滿足一定的前提條件，若簡單地為實(shí)現(xiàn)線路之間的換乘匹配，有可能帶來適得其反的效果，從而引起車站擁擠、運(yùn)能與運(yùn)量不匹配、參數(shù)冗余過大等問題。對此本文建議如下：

（1）關(guān)于換乘匹配的實(shí)施時(shí)段，建議先在低峰期進(jìn)行試點(diǎn)。

（2）結(jié)合低峰期行車間隔基本在7min以上的現(xiàn)狀及換乘匹配條件，建議線網(wǎng)低峰期行車間隔設(shè)置為一致。

（3）關(guān)于換乘匹配的實(shí)施站點(diǎn)，建議先選擇嘉禾望崗、西朗、萬勝圍等一端為線路始發(fā)終到的車站進(jìn)行試點(diǎn)。

（4）在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的條件下，如需全面實(shí)施換乘匹配，建議借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過建立運(yùn)行圖仿真模型，科學(xué)系統(tǒng)給出換乘實(shí)施優(yōu)化建議。

[1]梁強(qiáng)升，李璇，徐瑞華.城市軌道交通換乘站的列車銜接時(shí)間優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2015（4）：9～13.

[2]梁強(qiáng)升，盧錦生.廣州地鐵公元前站1、2號(hào)線換乘匹配研究[J].城市軌道交通研究，2008（4）：34～36.

[3]馬超云.城市軌道交通換乘站列車時(shí)刻表的協(xié)調(diào)和優(yōu)化[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.

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1004-7344（2016）18-0142-02

2016-6-1