袁 江，彭 磊

廣州地鐵運(yùn)營客流分布特征研究與應(yīng)用

袁 江，彭 磊

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州 510010）

針對目前廣州地鐵運(yùn)營過程中列車車廂及車站站臺過度擁擠的問題，通過對廣州地鐵實(shí)際運(yùn)營客流分布特征的調(diào)查與分析，在時間維度上提出客流分布在年內(nèi)、月內(nèi)及周內(nèi)的不均衡規(guī)律，分析節(jié)假日對車站客流的影響，在空間維度上分析車廂內(nèi)客流密度在不同區(qū)間、不同編組、不同車廂區(qū)域的分布規(guī)律和客流在車站站臺上的分布規(guī)律。通過對現(xiàn)狀特征的重新審視，提出設(shè)計(jì)階段客流預(yù)測數(shù)據(jù)的選用原則、車廂站立密度對站臺乘客上下車時間的影響及車站布局形式與站臺客流分布的關(guān)系。為廣州后續(xù)軌道交通線路精細(xì)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，為國內(nèi)類似城市地鐵設(shè)計(jì)、運(yùn)營組織提供參考。

客流分布；站立密度；上下車時間；精細(xì)化設(shè)計(jì)

近年來廣州市軌道交通規(guī)劃建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，截至2016年底， 建成開通約309 km軌道交通線路，穩(wěn)居全國第三、世界前十，地鐵客運(yùn)量占公共交通客運(yùn)總量比例逐年增長至44%（見圖1），緩解了城市道路交通擁堵問題，提升了市民的生活質(zhì)量。

隨著線網(wǎng)客運(yùn)量的不斷增長，列車、站臺及相關(guān)客流集散通道的擁堵問題逐漸顯現(xiàn)，如現(xiàn)狀3號線高峰時段車廂站立密度已近8人/m2，因此掌握現(xiàn)狀客流分布特征及相關(guān)客流密度分布的實(shí)際規(guī)律，提出與實(shí)際相符的精細(xì)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)成為軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段面臨的新課題[1-5]。

圖1 地鐵線網(wǎng)總里程和地鐵客運(yùn)量占公共交通客運(yùn)量比例

1 時間維度上的客流分布特征

通過對現(xiàn)狀運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)進(jìn)出站刷卡數(shù)據(jù)的整合，利用EMME/4交通分析軟件對廣州市軌道交通建立分配模型，得出時間維度上的客流分布特征。

1.1 全年客流分布規(guī)律

2016年地鐵線網(wǎng)日均客運(yùn)量701萬人次/d，最高日客運(yùn)量897萬人次，最低日客運(yùn)量260萬人次，日客流波動幅度在–62.96%至+27.78%之間。月均最高743萬人次，月均最低542萬人次，月均客運(yùn)量波動幅度在–22.79%至5.84%之間（見圖2）。因此不論日均或月均客流均有較明顯的波動分布特征，日客流波動幅度大于月均客流波動幅度。

圖2 2016年全網(wǎng)客運(yùn)量波動情況

1.2 周內(nèi)客流分布規(guī)律

通過對連續(xù)幾周內(nèi)的客流監(jiān)控，得出線網(wǎng)客流在1周內(nèi)的波動規(guī)律。一般情況下周五客運(yùn)量達(dá)到波峰值，周六日迅速下降至波谷值，周一形成次高峰（見圖3）。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，周內(nèi)客流較平均值的波動范圍在–10.66%至10.24%之間（見表1）。

圖3 全網(wǎng)客運(yùn)量周內(nèi)波動情況

1.3 全日客流分布規(guī)律

受通勤客流的變化，全日客流在工作日及節(jié)假日呈現(xiàn)不同的分布規(guī)律。工作日早晚高峰明顯，早高峰客流最大，約占12%。節(jié)假日高峰特征不明顯，無明顯早高峰，晚高峰系數(shù)約為9%，如圖4、圖5所示。

表1 全網(wǎng)客運(yùn)量一周內(nèi)波動情況統(tǒng)計(jì)

圖4 全網(wǎng)各線客運(yùn)量工作日全日分布情況

圖5 全網(wǎng)各線客運(yùn)量節(jié)假日全日分布情況

聯(lián)系對外交通樞紐的車站和旅游景點(diǎn)的車站，其節(jié)假日突發(fā)客流現(xiàn)象明顯。以廣州火車站為例，相比工作日，客流量在節(jié)假日有了明顯的上升，增幅近50%（見表2）。

表2 廣州火車站工作日和節(jié)假日客流對比

1.4 高峰小時內(nèi)的客流分布規(guī)律

由于軌道交通安全準(zhǔn)點(diǎn)的特征，高峰時段內(nèi)的客流具有較強(qiáng)的集中性。目前線網(wǎng)進(jìn)出站超高峰15 min發(fā)生在08：30—08：45內(nèi)，超高峰小時系數(shù)為1.05（見表3）。

表3 線網(wǎng)進(jìn)出站客流超高峰小時時段及系數(shù)

線網(wǎng)典型線路高峰小時客運(yùn)量超高峰15 min發(fā)生在08：45—09：00內(nèi)，超高峰小時系數(shù)在1.09～1.15之間（見表4）。

表4 線網(wǎng)典型線路客運(yùn)量超高峰小時時段及系數(shù)

線網(wǎng)典型線路高峰小時最大客流斷面超高峰15 min則發(fā)生在08：00—08：15內(nèi)，超高峰小時系數(shù)在1.33～1.62之間（見表5）。

表5 線網(wǎng)典型線路客流斷面超高峰小時時段及系數(shù)

2 空間維度上的客流分布特征

2016年6月27日（周一），早7：50—9：10，對5號線下行方向（文沖—滘口）進(jìn)行跟車調(diào)查，調(diào)查方式為跟車錄像，5號線共18個車門，每個車門安排1人對上下車乘客進(jìn)行錄像。通過對5號線早高峰時段內(nèi)跟車調(diào)查數(shù)據(jù)和車站區(qū)域監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)的采集分析，得出列車車廂和車站站臺在空間維度上的客流分布特征。

2.1 列車車廂內(nèi)客流密度

根據(jù)跟車調(diào)查數(shù)據(jù)，在6L編組列車AW2定員1 402人/列，當(dāng)日高峰行車間隔27對/h的前提下，計(jì)算得出各區(qū)間列車平均站立密度如圖6所示，由于各個區(qū)間客流大小的不同，各區(qū)間站立密度的分布也不相同，其中員村—潭村區(qū)間站立密度最大，為6.8人/m2。

圖6 5號線早高峰各區(qū)間列均站立密度分布

進(jìn)一步根據(jù)員村—潭村區(qū)間各個車門的具體數(shù)據(jù)對每一輛車內(nèi)的站立密度進(jìn)行分析（見圖7）。在全列平均站立密度6.8人/m2的情況下，全列6輛編組的單輛車內(nèi)站立密度在5.4～7.7人/m2之間波動，密度最大的車廂為前進(jìn)方向的第2節(jié)車廂。

進(jìn)一步借助車廂內(nèi)部的監(jiān)控視頻對第2節(jié)車廂內(nèi)不同區(qū)域的乘客密度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如圖8所示，將車廂分為A、B、C 3個區(qū)域。

圖7 5號線員村—潭村區(qū)間車廂站立密度分布

圖8 列車前進(jìn)方向第2節(jié)車廂內(nèi)區(qū)域劃分

靠近站臺側(cè)車門區(qū)域A受頻繁上下客影響，客流積聚明顯，車門附近密度明顯高于其他區(qū)域，為8.49人/m2。坐席中間的站立區(qū)域C上下車不便，客流積聚較少，密度最低，為7.02人/m2。車門內(nèi)側(cè)非靠近站臺側(cè)區(qū)域B站立密度介于區(qū)域A和C之間，為7.93人/m2。

2.2 車站站臺客流密度

對比地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中對站臺人均面積0.33～0.75 m2/人的要求，全線車站珠江新城站、車陂南站站臺平均密度低于規(guī)范0.33 m2/人，滘口、廣州火車站、五羊邨、楊箕站站臺平均密度低于規(guī)范0.75 m2/人（見圖9）。

圖9 5號線站臺平均客流密度分布調(diào)研結(jié)果

在站臺平均密度的基礎(chǔ)上，考慮實(shí)際客流在站臺上的分布為不均衡分布，結(jié)合各個車門的上下客數(shù)據(jù)推斷乘客在站臺上的不均衡分布情況如圖10所示。

圖10 5號線廣州火車站站臺不同區(qū)域客流分布

3 客流特征的總結(jié)與實(shí)踐

3.1 客流預(yù)測數(shù)據(jù)的合理選用

軌道交通客流預(yù)測采用城市交通的宏觀模型，預(yù)測客流結(jié)果為相應(yīng)年限的年均數(shù)值。根據(jù)實(shí)際客流規(guī)律，設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)能力宜在預(yù)測斷面客流的基礎(chǔ)上適當(dāng)考慮斷面客流的不均衡分布及超高峰特征。同時不同性質(zhì)的站點(diǎn)高峰時段與全線斷面高峰時段不可能完全一致，站點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)采用車站客流的高峰數(shù)據(jù)進(jìn)行。因此在設(shè)計(jì)階段客流預(yù)測數(shù)據(jù)的選用應(yīng)遵循“線路高峰”、“車站高峰”及“節(jié)假日高峰”3種高峰客流按照不同需求選用的原則[6-10]。

3.2 編制符合客流特征的列車運(yùn)行圖

在實(shí)際運(yùn)營中結(jié)合工作日及節(jié)假日客流分布規(guī)律的不同（見表6），編制各時段運(yùn)力分布方案不同的列車運(yùn)行圖。在不造成運(yùn)能浪費(fèi)的前提下，平衡列車在不同區(qū)間、不同車輛編組、車內(nèi)不同區(qū)域的乘客擁擠度和服務(wù)水平的關(guān)系，同時可根據(jù)平峰低峰客流需求相對較小的條件適當(dāng)降低巡航速度運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約牽引能耗的目的。

表6 廣州地鐵工作日與雙休日不同運(yùn)力峰期時段對比

3.3 車廂擁擠度對乘客上下車時間的影響

選取5號線4號車門在全線各站的上下車時間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出車廂內(nèi)站立密度與車門上下客能力的關(guān)系，如圖11所示。在車廂內(nèi)站立密度小于6人/m2時，車門上下車能力一般可以按照0.6 s/人考慮，當(dāng)車內(nèi)站立密度大于6人/m2時，受車廂內(nèi)擁擠的影響，乘客上下車平均時間大幅提高，如當(dāng)車內(nèi)站立密度達(dá)到7人/m2時，平均每人上下車時間由原0.6 s/人延長到1.4 s/人。

圖11 車門上下車能力與車廂內(nèi)站立密度的關(guān)系

3.4 站臺擁擠度與車站布局的關(guān)系

站臺候車客流分布的不均衡性，除了受乘客隨機(jī)選擇的影響外，與站臺布局關(guān)系密切，其中站臺樓梯、扶梯的分布位置影響較大，如圖12所示。

圖12 文沖站站臺客流分布與車站樓扶梯位置的關(guān)系

為保證站臺乘客盡量均衡分布，在車站設(shè)計(jì)時宜盡量考慮上下樓扶梯在站臺上均衡分布，不宜過于集中，如樓扶梯采用八字型布置，交錯分布在站臺區(qū)域等。

4 結(jié)語

本文結(jié)合實(shí)際軌道交通運(yùn)營的調(diào)研情況對客流在時間和空間上的分布特征進(jìn)行了梳理總結(jié)，提出了基于現(xiàn)狀的運(yùn)輸組織匹配方案、客流預(yù)測選用原則，以及與設(shè)計(jì)工作相關(guān)的上下客效率與車廂內(nèi)擁擠程度的關(guān)系、站臺候車客流分布與車站設(shè)備布局的關(guān)系等。為廣州后續(xù)軌道交通線路精細(xì)化設(shè)計(jì)提供了一種思路，國內(nèi)類似城市地鐵設(shè)計(jì)、運(yùn)營組織也可作為一種參考。

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（編輯：郝京紅）

Research and Application of Passenger Flow Distribution Characteristics of the Guangzhou Metro

YUAN Jiang, PENG Lei

(Guangzhou Metro Design and Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510010)

In view of the current issues on overcrowded compartments and platforms in the operation of the Guangzhou Metro, a survey and analysis of the passenger flow distribution characteristics for actual operations in the metro have been conducted. Based on the perspective of time, the disequilibrium of passenger flow distribution regularity within weeks, months, and years is proposed, and the effect of holidays on passenger flow is analyzed. Based on the perspective of space, the distribution regularity of passenger flow density in different intervals, groups, areas of the compartments, and the passenger flow distribution on the platforms are analyzed. Opinions on the current characteristics, selective principles of passenger flow forecasting datum during design, influence of the standing density of compartments on the time for passenger boarding and alighting, and relationship between the pattern of station layout and the distribution of passenger flow on the platform are proposed to provide a basis for the elaborate route design of the successive rail transits in Guangzhou and to provide a good reference for similar urban metro design and operation in China.

passenger flow distribution; standing density; boarding and alighting time; elaborate route design

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.04.013

U231

A

1672-6073(2018)04-0063-06

2017-06-28

2017-07-31

袁江，男，本科，高級工程師，從事城市軌道交通前期規(guī)劃及設(shè)計(jì)工作，yuanjiang@dtsjy.com