肖 瓊

（南寧軌道交通集團(tuán)，廣西 南寧 530029）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市空間結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展與規(guī)模的突破，導(dǎo)致城市交通需求迅猛增長(zhǎng)和居民出行距離的拉長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)化趨勢(shì)必然加速。城市發(fā)展態(tài)勢(shì)需要從城市發(fā)展的視角，大力發(fā)展高效、快速的軌道交通系統(tǒng)，覆蓋城市發(fā)展軸，引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)的演變。南寧市在已于2016年12月28日開通運(yùn)營(yíng)軌道交通1號(hào)線的基礎(chǔ)上，2號(hào)線一期工程（玉洞—西津）全線計(jì)劃2017年底通車運(yùn)營(yíng)。城市軌道交通作為城市最大的基礎(chǔ)設(shè)施之一,是一個(gè)涉及面很廣、綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,城市軌道交通的客流預(yù)測(cè)為開通運(yùn)營(yíng)前準(zhǔn)備工作的重要組成部分，為線路開通運(yùn)營(yíng)后的運(yùn)營(yíng)組織提供基礎(chǔ)依據(jù)，是前期研究工作的關(guān)鍵。

目前我國(guó)城市軌道交通客流預(yù)測(cè)中普遍存在著規(guī)劃階段的預(yù)測(cè)結(jié)果與運(yùn)營(yíng)之后的實(shí)際客流有較大差異的問(wèn)題。本文以南寧地鐵2號(hào)線為例，在分析形成這些問(wèn)題原因的基礎(chǔ)上，采用國(guó)際上通用成熟的交通規(guī)劃預(yù)測(cè)理論，即四階段法，建立一套交通需求預(yù)測(cè)模型。在已有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)人口就業(yè)分布以及交通發(fā)生吸引量進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，并采用交通模型對(duì)客流進(jìn)行測(cè)算，得出客運(yùn)量、客運(yùn)強(qiáng)度、斷面客流量等客流指標(biāo)，以此為依據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)客流量進(jìn)行校核調(diào)整。

2 軌道現(xiàn)狀[1-2]

南寧市城市軌道交通線網(wǎng)以中心城為核心，形成“四主四輔”八條線的“網(wǎng)格放射線”的形態(tài)布局。其中骨干線4條，輔助線4條，線網(wǎng)全長(zhǎng)252.1km，規(guī)劃區(qū)密度為0.39km/km2，其中中心組團(tuán)密度為1.04km/km2，青秀組團(tuán)密度為 0.69km/km2，良慶組團(tuán)密度為0.48km/km2。全線網(wǎng)共設(shè)車站160座，其中換乘站23座，設(shè)綜合基地2座，車輛段5座，停車場(chǎng)6座，主變電站8座，運(yùn)營(yíng)控制中心1座（全網(wǎng)共用）。

其中2號(hào)線為南北向的骨干線，南起六晚，北至西津，線路全長(zhǎng)37.3km，共設(shè)28座車站，其中換乘站8個(gè)。線路經(jīng)過(guò)良慶區(qū)、江南區(qū)、興寧區(qū)、西鄉(xiāng)塘區(qū)；聯(lián)系了良慶組團(tuán)、江南組團(tuán)、中心組團(tuán)、城北組團(tuán)，穿越了南寧市快速環(huán)路以內(nèi)南北主要走向的骨架道路。

3 客流預(yù)測(cè)依據(jù)

3.1 南寧市居民出行特征

通過(guò)南寧市居民的出行特征調(diào)查，可掌握南寧市居民現(xiàn)狀、地鐵出行需求規(guī)模、基本特征和流動(dòng)規(guī)律，為客源出行OD、上下站分析及站點(diǎn)服務(wù)范圍分布預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2011年居民出行調(diào)查顯示，南寧市區(qū)內(nèi)居民人均出行次數(shù)為2.64次/日（不包括6歲及以下兒童），其中以回家為目的出行占42.96%，接近全目的出行一半。除回家以外，上班、購(gòu)物餐飲是主要出行目的，分別占22.74%、11.58%，其余的各出行目的比例均低于10%。從出行時(shí)間分布看，白天居民出行有明顯早高峰和晚高峰。其中早高峰出現(xiàn)在早晨7:00－8:00，出行量非常集中，占全天出行量的17.96%；晚高峰出現(xiàn)在傍晚17:00－18:00，占全天出行量的13.92%。通過(guò)擴(kuò)樣校核后得到了各道路斷面的公交客流量，具體見表1。

表1 道路斷面公交客流

3.2 1號(hào)線現(xiàn)狀運(yùn)營(yíng)客流特征分析

本文從4個(gè)方面（客流量、斷面客流量、站點(diǎn)客流量和高峰小時(shí)段斷面客流量）對(duì)1號(hào)線現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查。根據(jù)1號(hào)線現(xiàn)狀運(yùn)營(yíng)客流特征分析結(jié)果對(duì)交通模型進(jìn)行校核和修訂，以提高本次2號(hào)線開通年客流預(yù)測(cè)的精度。經(jīng)調(diào)查，1號(hào)線自開通后8個(gè)月內(nèi)平均日客運(yùn)量為24.3萬(wàn)人次；客流斷面上行方向與下行方向基本一致，上行方向運(yùn)營(yíng)最大客流斷面63 321人次/日，下行方向運(yùn)營(yíng)最大客流斷面65 628人次/日；站點(diǎn)客流以廣西大學(xué)、朝陽(yáng)廣場(chǎng)站、火車站等站較大，其中朝陽(yáng)廣場(chǎng)站全日客流集散量為5.08萬(wàn)人次/日，占全線集散總量的9.47%，其次為火車站和火車東站。百花嶺和佛子嶺站客流最小，均在全線客流的1%以下；最大客流斷面出現(xiàn)在晚高峰，工作日周五晚高峰最大客流斷面8 985人次/h，斷面為下行方向的南湖至麻村區(qū)間。

4 客流預(yù)測(cè)模型

本文基于加拿大交通規(guī)劃EMME/4軟件中的分配算法進(jìn)行軌道交通客流預(yù)測(cè)。而在使用該算法進(jìn)行客流預(yù)測(cè)之前需得到居民使用各種交通方式出行的OD量，因此本文建立了系列模型對(duì)出行生成量、出行分布以及各交通方式出行比例進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

4.1 出行生成預(yù)測(cè)

交通小區(qū)出行發(fā)生、吸引模型是預(yù)測(cè)具有特定社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征的人口在各交通區(qū)可能產(chǎn)生的出行量?？紤]乘客不同的出行目的，分別建立出行產(chǎn)生和吸引分類回歸模型。

（1）出行產(chǎn)生模型。出行產(chǎn)生量預(yù)測(cè)采用交叉分類中的產(chǎn)生率法，將出行對(duì)象按照社會(huì)經(jīng)濟(jì)、家庭情況分成不同的類型、不同的出行目的進(jìn)行分析，確定各交叉類別的出行率，具體公式如下：

式中：Pi—i區(qū)的出行產(chǎn)生量；

Rik—i區(qū)第k種出行目的的出行率（次/人*日）；Tik—i區(qū)第k種出行目的人口數(shù)。

其中出行目的分：HBW、HBS、HBO、NHBW,NHBO共5種。

（2）出行吸引模型。出行吸引模型的建立，也采用交叉分類法，其表達(dá)式為：

式中：Ai—i區(qū)的出行吸引量；

Rik—i區(qū)第k種出行目的的吸引率（次/工作崗位*日）；

Tik—i區(qū)第k種出行目的崗位數(shù)。

其中出行目的分：HBW、HBS、HBO、NHBW,NHBO共5種。

4.2 出行分布預(yù)測(cè)

出行分布模型建立的是各個(gè)交通小區(qū)之間交通量變換的定量關(guān)系，建立如下預(yù)測(cè)模型：

式中：Tij是i交通小區(qū)至j交通小區(qū)的出行量;

Pi是起點(diǎn)小區(qū)i的出行產(chǎn)生量；

Aj點(diǎn)小區(qū)j的出行吸引量；

tij是小區(qū)i至小區(qū)j的出行時(shí)間；

F(tij)為阻抗函數(shù)，有各種函數(shù)形式。本模型采用Gamma函數(shù)，該函數(shù)具有可避免重力模型出現(xiàn)短距離出行比重過(guò)大的優(yōu)點(diǎn)，具體函數(shù)形式如下：

式中：a、b、c是需要標(biāo)定的模型參數(shù)。

4.3 各交通方式出行比例

為了反映機(jī)動(dòng)交通與非機(jī)動(dòng)交通、公共交通與個(gè)體交通在出行中的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，以各種方式的出行時(shí)間作為方式劃分模型的自變量。根據(jù)各種交通工具的出行特征和便于模型開發(fā)，將出行方式劃分為步行、自行車（含電動(dòng)自行車）、公共交通、個(gè)體機(jī)動(dòng)交通四種模式。公交模式包括常規(guī)公交、快速公交和軌道交通。個(gè)體機(jī)動(dòng)交通包括小客車、出租車、摩托車。

根據(jù)現(xiàn)狀交通出行特征，步行方式模型以步行時(shí)間為自變量，以指數(shù)函數(shù)模型為主要形式，如下：

式中：P步—步行出行比例；

a、b—待標(biāo)定參數(shù)。

根據(jù)2007年居民步行出行OD的時(shí)間分布頻率，回歸出隨步行時(shí)間越長(zhǎng)出行比例越低的指數(shù)曲線，R2為0.95。

自行車、公共交通、個(gè)體機(jī)動(dòng)交通模式以公共交通為媒介，通過(guò)指數(shù)函數(shù)模擬公共交通與自行車、公共交通與個(gè)體機(jī)動(dòng)交通的各出行時(shí)間比值的關(guān)系，體現(xiàn)三種方式之間的競(jìng)爭(zhēng)。

式中P公、P自、P個(gè)—公共交通、自行車、個(gè)體機(jī)動(dòng)出行比例；

t公、t自、t個(gè)—公共交通、自行車、個(gè)體機(jī)動(dòng)出行時(shí)間；

a1、b1、a2、b2—待標(biāo)定參數(shù) (使用Trans CAD進(jìn)行標(biāo)定)。

5 預(yù)測(cè)前提與假設(shè)

5.1 人口與就業(yè)分布

據(jù)公安部門統(tǒng)計(jì)結(jié)果，南寧市近幾年的平均人口增長(zhǎng)速度為3.5萬(wàn)人每年，按此增量計(jì)算2018年市區(qū)常住人口301萬(wàn)，流動(dòng)人口25萬(wàn)，就業(yè)崗位160萬(wàn)。結(jié)合現(xiàn)狀城市常住人口與流動(dòng)人口數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)測(cè)年人口崗位進(jìn)行增量計(jì)算，人口就業(yè)崗位主要分布于中心周邊。人口密度分布及崗位密度分布情況如圖1、圖2所示。

圖1 南寧市2018年人口密度分布圖

圖2 南寧市2018年崗位密度分布圖

5.2 交通小區(qū)的劃分

進(jìn)行客流預(yù)測(cè)需要全面了解交通源及交通源之間的交通流，但交通源一般是大量的，不可能對(duì)每個(gè)交通源進(jìn)行單獨(dú)研究。在客流預(yù)測(cè)過(guò)程中將交通源合并成若干小區(qū)，這些小區(qū)被稱為交通區(qū)。劃分情況如圖3所示。

圖3 線網(wǎng)交通小區(qū)劃分圖

5.3 年各出行總量及方式結(jié)構(gòu)

根據(jù)所掌握年份的居民出行方式占比對(duì)南寧市居民出行方式占比進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到結(jié)果見表2。

表2 預(yù)測(cè)年全日出行總量和方式結(jié)構(gòu)比例表

5.4 預(yù)測(cè)年公交客流OD分析

通過(guò)分析預(yù)測(cè)，公共交通的出行OD點(diǎn)主要集中在青秀組團(tuán)、中心組團(tuán)、城北組團(tuán)、江南組團(tuán)和良慶組團(tuán)。OD對(duì)間城北組團(tuán)與青秀組團(tuán)、中心組團(tuán)三者間客流較大。中心組團(tuán)、江南組團(tuán)、青秀組團(tuán)間客流較大。

6 2號(hào)線客流預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)掌握的客流，線路基本資料，對(duì)2號(hào)線18個(gè)車站進(jìn)行分析，根據(jù)建立的預(yù)測(cè)模型，使用EMME/4軟件中的分配算法從總客流量、站點(diǎn)客流、斷面客流、換乘客流四個(gè)層面對(duì)2號(hào)線進(jìn)行了客流預(yù)測(cè)。

6.1 預(yù)測(cè)客流總體指標(biāo)

根據(jù)預(yù)測(cè)，2號(hào)線開通初期，全日客運(yùn)量為13.21萬(wàn)人次/日，其中早高峰客運(yùn)量1.34萬(wàn)人次，占全日客運(yùn)量的10.2%，晚高峰客運(yùn)量1.65萬(wàn)人次，占全日客運(yùn)量的12.5%。早晚高峰最大客流斷面分別為5 763人次/h和6 318人次/h。其全日客流分布情況如圖4所示。

圖4 2號(hào)線2018年全日客流變化規(guī)律示意圖

6.2 站點(diǎn)客流

從2018年各站點(diǎn)集散量來(lái)看（如圖5所示），2號(hào)線客流主要集中在朝陽(yáng)廣場(chǎng)、火車站、安吉客運(yùn)站等大型客流集散點(diǎn)，其余站點(diǎn)客流主要以站點(diǎn)周邊的居住及就業(yè)崗位吸引為主。

圖5 2號(hào)線2018年全日站點(diǎn)集散量

6.3 斷面流量

通過(guò)掌握的既有客流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別形成全天、早高峰的站間OD數(shù)據(jù)?？紤]到在開通時(shí)站間OD存在一定的自然增長(zhǎng)規(guī)律，在掌握1號(hào)線初期客流增長(zhǎng)情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合2號(hào)線預(yù)測(cè)客流現(xiàn)狀，進(jìn)行OD分配，分早晚高峰，全天預(yù)測(cè)2號(hào)線開通后的雙向斷面客流量。如圖6-圖8所示。

圖6 2號(hào)線2018年全日客流斷面圖

圖7 2號(hào)線2018年早高峰客流斷面圖

圖8 2號(hào)線2018年晚高峰客流斷面圖

6.4 換乘客流

換乘點(diǎn)是線網(wǎng)骨架中各條線路的交織點(diǎn)，是提供乘客轉(zhuǎn)線換乘的重要地點(diǎn)，乘客通過(guò)換乘點(diǎn)的車站及其專用（或兼用）通道設(shè)施，實(shí)現(xiàn)兩座車站之間人流溝通，達(dá)到換乘的目的。2號(hào)線開通后，線網(wǎng)有火車站和朝陽(yáng)廣場(chǎng)兩座換乘車站，預(yù)測(cè)換乘站全日換乘客流見表3、表4。

7 結(jié)論

新線開通后均會(huì)出現(xiàn)客流波動(dòng)情況，在預(yù)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合多個(gè)城市線路開通運(yùn)營(yíng)的客流特征，2號(hào)線開通后可能出現(xiàn)大量的參觀、體驗(yàn)性質(zhì)為主的客流。考慮參觀體驗(yàn)客流及節(jié)假日突發(fā)客流引起的客流波動(dòng)，南寧2號(hào)線開通后最高日客流可能達(dá)到17～25萬(wàn)人次/日，運(yùn)營(yíng)組織宜針對(duì)突發(fā)客流情況做好充分的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。

表3 火車站全日換乘客流分析表

表4 朝陽(yáng)廣場(chǎng)站全日換乘客流分析表