上海軌道交通運(yùn)營(yíng)客流數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

朱 霞

(上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心 上海201103)

1 上海軌道交通運(yùn)營(yíng)客流信息概況

1.1 上海軌道交通運(yùn)營(yíng)客流信息系統(tǒng)

上海軌道交通的客流信息系統(tǒng)是依托軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(automated fare collection system，AFC系統(tǒng))形成的。AFC系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)售檢票的全過程進(jìn)行控制和管理，在售檢票和票務(wù)管理的過程中，還擔(dān)負(fù)著采集相關(guān)客流數(shù)據(jù)的任務(wù)。在AFC系統(tǒng)中，乘客經(jīng)票卡留下時(shí)間、地點(diǎn)等信息，由AFC系統(tǒng)的終端層采集，并上傳到上級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)后，得到各類客流信息。

1.2 上海軌道交通主要客流統(tǒng)計(jì)信息

上海軌道交通運(yùn)營(yíng)客流數(shù)據(jù)信息主要可以歸為以下幾類。

1.2.1 進(jìn)出站客流

根據(jù)AFC系統(tǒng)所記錄的票卡信息，在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，可得到不同線路、不同站點(diǎn)的進(jìn)出站客流。

對(duì)于普通非換乘站點(diǎn)，將AFC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加統(tǒng)計(jì)，可得到這些站點(diǎn)的進(jìn)出站客流，即某站進(jìn)站客流=∑該站進(jìn)站的票卡數(shù)量。

換乘站的進(jìn)出站客流統(tǒng)計(jì)方法與普通非換乘站的進(jìn)出站客流統(tǒng)計(jì)方法有所區(qū)別。在換乘站進(jìn)站的乘客，需要根據(jù)各自的出行目的地確定其出行路徑。例如，一個(gè)乘客在7、9號(hào)線的肇嘉浜路站(O)進(jìn)站，若其在7號(hào)線的錦繡路站(D)出站，則可以認(rèn)為這位乘客乘坐的是7號(hào)線，算作7號(hào)線的進(jìn)站客流;同理，對(duì)于同樣在7、9號(hào)線的肇嘉浜路站(O)進(jìn)站的乘客，若其在9號(hào)線的中春路站出站，則可以認(rèn)為這位乘客乘坐的是9號(hào)線，算作9號(hào)線的進(jìn)站客流。

在換乘站進(jìn)站的乘客，根據(jù)各自的出行需要來選擇所乘坐的線路，僅通過統(tǒng)計(jì)進(jìn)出站數(shù)據(jù)是難以得知乘客在哪條線路上下客。例如，一個(gè)乘客在7、9號(hào)線的肇嘉浜路站(O)進(jìn)站，在7號(hào)線的錦繡路站(D)出站，則可以認(rèn)為這位乘客乘坐的是7號(hào)線，算作7號(hào)線的進(jìn)站客流;同理，對(duì)于同樣在7、9號(hào)線的肇嘉浜路站(O)進(jìn)站的乘客，若其在9號(hào)線的中春路站出站，則可以認(rèn)為這位乘客乘坐的是9號(hào)線，算作9號(hào)線的進(jìn)站客流。

對(duì)于3、4號(hào)線共線段的車站，由于二者共用閘機(jī)，所以難以通過票卡信息的累加統(tǒng)計(jì)得到不同線路的進(jìn)出站客流。目前采用的計(jì)算方法是:對(duì)這些車站的所有客流，采用1∶1的比例分配給3、4號(hào)線車站。例如，延安西路站進(jìn)站客流為2 000人次/h，近似認(rèn)為3、4號(hào)線各自的進(jìn)站客流均為1 000人次/h。這種計(jì)算方法考慮到目前3、4號(hào)線列車的開行比例為1∶1，有其相對(duì)的合理性。

1.2.2 站間客流OD

客流OD的概念是:O為起始站點(diǎn)，D為終訖站點(diǎn)，有效路段連接著的OD為路徑。軌道交通目前的客流OD統(tǒng)計(jì)方法是:將同一張票卡的進(jìn)站和出站信息進(jìn)行配對(duì)，得到客流OD統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2.3 斷面客流

1)概念和統(tǒng)計(jì)方法。斷面客流，是指線路某一個(gè)方向的某一個(gè)區(qū)間在單位時(shí)間內(nèi)通過的客流量。斷面客流的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)是OD客流，而OD客流提供的是客流的進(jìn)站、出站時(shí)間和地點(diǎn)。從OD客流到斷面客流，需要經(jīng)過客流路徑清分和時(shí)間確定兩個(gè)環(huán)節(jié)。

2)客流清分。軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的路徑確定是清分過程中的關(guān)鍵問題。在理想情況下，每個(gè)換乘站點(diǎn)均設(shè)有專用的讀卡儀器，乘客換乘一次就刷卡一次，這樣就可以得到精確的乘客出行路徑，然后根據(jù)此路徑上所涉及的運(yùn)營(yíng)線路并按照運(yùn)營(yíng)里程，得到精確的清分比例。實(shí)際上，由于需要增加硬件設(shè)施支持和資金投入，當(dāng)線路復(fù)雜時(shí)，會(huì)大大增加建設(shè)和維護(hù)成本，而且還引起乘客換乘不便，因此在實(shí)踐中很難采用理想化的清分方法。

在實(shí)踐中，比較常用的有最短路徑法、最短時(shí)間法、多路徑法等，其本質(zhì)區(qū)別是OD在不同路徑上分配的權(quán)重不同，進(jìn)而會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)客流OD的分布。目前，上海軌道票務(wù)采用的是多路徑清分法，這種方法只能通過清分算法的調(diào)整，盡可能使客流清分接近實(shí)際情況，但不可能達(dá)到100%的準(zhǔn)確度。而多路徑選擇概率法，考慮了乘客出行路徑的多樣性，根據(jù)出行里程和時(shí)間確定最合適的5條路徑，并根據(jù)一定的函數(shù)關(guān)系確定在這些路徑上的分配比例。

1.2.4 換乘客流

換乘客流主要針對(duì)換乘站而言，可以細(xì)化到車站不同線路、不同方向之間的換乘量，并以此為基礎(chǔ)來計(jì)算換乘總量等指標(biāo)。換乘客流的計(jì)算建立在客流OD矩陣表和客流清分的基礎(chǔ)上，客流清分規(guī)則直接影響換乘客流結(jié)果。

目前，換乘客流已經(jīng)能夠提供換乘站各線路分方向之間的客流信息。

1.2.5 票價(jià)和乘距

除了上述數(shù)據(jù)外，AFC系統(tǒng)還對(duì)信息從不同角度進(jìn)行處理，得到運(yùn)距、票價(jià)等數(shù)據(jù)。

票價(jià)是依據(jù)乘客的進(jìn)站、出站信息，結(jié)合票價(jià)表由統(tǒng)計(jì)得出。上海軌道交通的票價(jià)表是依據(jù)最短路徑原則確定的，只要確定乘客的進(jìn)站和出站車站，即能確定其票價(jià)。

運(yùn)距信息則建立在客流OD清分的基礎(chǔ)上，根據(jù)客流清分出的乘客路徑，統(tǒng)計(jì)后得到相應(yīng)的運(yùn)距信息。該指標(biāo)是指所有乘客的平均乘車距離，在一定程度上反映線路走向是否符合城市客流的主流向。平均運(yùn)距越大，相應(yīng)的每乘客公里的平均運(yùn)輸成本越低，有

平均運(yùn)距=∑運(yùn)距(人·km)/∑乘客

1.2.6 相關(guān)衍生數(shù)據(jù)

除了上述客流信息外，在此基礎(chǔ)上還能夠形成各種相關(guān)數(shù)據(jù)，如全線/全網(wǎng)客流量、各線最大高峰斷面及客流、斷面滿載率、客流負(fù)荷強(qiáng)度等，并包括一些圖表類查詢，包括全日分時(shí)客流對(duì)比(圖表類)等。

1.3 不同客流統(tǒng)計(jì)內(nèi)容之間的關(guān)系

結(jié)合不同客流信息的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法，能夠梳理出不同客流信息之間的關(guān)系，如圖1所示。

圖1 各種客流信息之間的關(guān)系

票卡信息是所有客流數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，其他客流數(shù)據(jù)是依據(jù)票卡數(shù)據(jù)處理衍生而來，票卡信息也是最真實(shí)、最底層的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。進(jìn)站、出站信息是對(duì)票卡信息在不同站點(diǎn)的累加統(tǒng)計(jì);客流OD是將票卡信息進(jìn)行配對(duì)后得到的客流矩陣表;將客流OD進(jìn)行客流清分后，得到斷面客流;票價(jià)是依據(jù)乘客的進(jìn)站、出站信息，結(jié)合票價(jià)表統(tǒng)計(jì)得出;乘距信息建立在客流OD清分的基礎(chǔ)上，根據(jù)乘客的出行路徑統(tǒng)計(jì)得出。

2 客流信息在實(shí)際中的應(yīng)用需求

2.1 運(yùn)行圖編排及調(diào)整

在線路層面，運(yùn)行圖的調(diào)整是以運(yùn)營(yíng)客流信息為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)的。只有研究掌握了客流的變化規(guī)律，才能合理配置運(yùn)力，既滿足運(yùn)營(yíng)部門的利益，又縮短乘客的滯留時(shí)間。

在常規(guī)運(yùn)營(yíng)條件下，列車運(yùn)行計(jì)劃的編制可以對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的客流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)變化規(guī)律，然后依據(jù)全日分時(shí)最大斷面客流量和乘客服務(wù)水平的要求，確定詳細(xì)的運(yùn)力安排。

當(dāng)運(yùn)營(yíng)條件發(fā)生改變時(shí)，通過對(duì)以往客流數(shù)據(jù)的分析研究，軌道交通運(yùn)營(yíng)部門采取縮短行車間隔、擴(kuò)大列車編組、新車投入使用等多種措施，滿足客流需求。例如，軌道交通運(yùn)營(yíng)部門每隔一段時(shí)間對(duì)客流情況進(jìn)行分析，將斷面客流與運(yùn)能情況進(jìn)行匹配分析，確定客流滿載率。當(dāng)滿載率過高時(shí)，就需要對(duì)線路運(yùn)能進(jìn)行提升調(diào)整。

在配置列車運(yùn)行交路時(shí)，全線高峰時(shí)段斷面客流是最為重要的基礎(chǔ)性資料，列車交路首先必須滿足單向高峰小時(shí)斷面客流量的需要，還要兼顧其他斷面的客流，盡可能做到運(yùn)能與運(yùn)量相匹配。

在時(shí)間上，運(yùn)行計(jì)劃要滿足高峰小時(shí)斷面客流量，并照顧到全日的斷面客流量，確定高峰及全日列車運(yùn)行計(jì)劃。

2.2 突發(fā)事件應(yīng)急管理

城市軌道交通是一個(gè)受眾群體廣泛、高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)、技術(shù)復(fù)雜、相對(duì)獨(dú)立封閉的系統(tǒng)，必須高度重視突發(fā)事件的應(yīng)急管理工作。要加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)警機(jī)制、安全防御能力、應(yīng)急處置能力和應(yīng)急組織力量的建設(shè)和提升，建立健全城市軌道交通應(yīng)急體系，最大限度地保障公眾生命安全、系統(tǒng)設(shè)施安全、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)城市軌道交通“安全、可靠、高效”的發(fā)展目標(biāo)。

在城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，相關(guān)部門一方面要迅速采取措施疏散乘客，維護(hù)車站和列車的秩序;另一方面則需制訂相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)組織方案，盡快恢復(fù)正常的運(yùn)營(yíng)秩序。通過對(duì)歷史客流數(shù)據(jù)的分析，研究在故障條件下線網(wǎng)可達(dá)性的變化和客流的重新分布情況。利用乘客信息發(fā)布系統(tǒng)，可為乘客提供合理的路徑信息，為有效疏導(dǎo)乘客、維護(hù)線網(wǎng)運(yùn)行秩序提供技術(shù)支持。

對(duì)于軌道交通應(yīng)急管理來說，需要了解極端情況下的線路斷面和車站客流。例如，對(duì)于人民廣場(chǎng)這樣的大型綜合換乘樞紐，在節(jié)假日等大客流到來之前，都需要對(duì)歷史客流進(jìn)行分析，研究不同方向的換乘客流總量及比例，并根據(jù)客流流向合理安排運(yùn)營(yíng)應(yīng)對(duì)方案。

2.3 客流均衡及調(diào)整

隨著軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的不斷推進(jìn)和深化，軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展提高了線路沿線的可達(dá)性，可供乘客選擇的路徑增多，從而使網(wǎng)絡(luò)上的客流分布呈現(xiàn)多樣化的變化。

軌道交通客流在時(shí)間上和空間上都呈現(xiàn)出不均衡的現(xiàn)象，當(dāng)這種現(xiàn)象達(dá)到一定程度時(shí)，部分時(shí)段和區(qū)間的客流壓力很大，而客流較少的時(shí)段和區(qū)間，其軌道交通的運(yùn)能比較浪費(fèi)，這對(duì)軌道交通運(yùn)力的合理安排提出了比較高的要求。

通過對(duì)客流信息的統(tǒng)計(jì)、分析、研究，依據(jù)滿載率、高峰小時(shí)系數(shù)等指標(biāo)，能夠?qū)壍澜煌ǖ木W(wǎng)絡(luò)客流進(jìn)行評(píng)價(jià)，并據(jù)此提出客流均衡的建議和策略。例如，上海軌道交通客流存在比較明顯的空間不均衡和時(shí)間不均衡現(xiàn)象，即市區(qū)客流明顯高于郊區(qū)客流、高峰客流過高、平峰客流過低。通過對(duì)不同空間和時(shí)段客流滿載率進(jìn)行分析，找出客流與運(yùn)能不相匹配的區(qū)段，合理進(jìn)行運(yùn)營(yíng)調(diào)整。

2.4 新線設(shè)計(jì)與建設(shè)

城市軌道交通客流預(yù)測(cè)是確定軌道交通建設(shè)規(guī)模的重要依據(jù)，在項(xiàng)目前期決策和規(guī)劃設(shè)計(jì)中起著重要作用，包括:軌道交通網(wǎng)絡(luò)各線路建設(shè)時(shí)序的確定，軌道交通項(xiàng)目建設(shè)的必要性、迫切性，軌道交通系統(tǒng)制式選擇和車輛選型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)能、列車編組、行車密度和行車交路的確定，車輛配屬數(shù)量，車站站臺(tái)長(zhǎng)度、寬度，車站樓梯和出入口寬度，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)容量和用電負(fù)荷，售檢票系統(tǒng)制式和規(guī)模，擬定票價(jià)政策，核算運(yùn)營(yíng)成本和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)，等等。

研究運(yùn)營(yíng)線路的客流規(guī)律，能夠?yàn)榭土黝A(yù)測(cè)提供參數(shù)依據(jù)，對(duì)以往客流預(yù)測(cè)中的參數(shù)加以驗(yàn)證，為軌道交通項(xiàng)目建設(shè)提供參考。

2.5 客流統(tǒng)計(jì)和評(píng)估

2.5.1 客流數(shù)據(jù)

客流量是衡量軌道交通社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。在城市交通規(guī)劃中，需要確定軌道交通占公共交通的出行比例;從客流數(shù)據(jù)上來說，需要提供軌道交通的客流量及出行量。在企業(yè)年度統(tǒng)計(jì)中，客流數(shù)據(jù)也是一類基礎(chǔ)性指標(biāo)。

2.5.2 評(píng)估指標(biāo)

目前，上海已經(jīng)加入了國(guó)際地鐵協(xié)會(huì)(CoMET)組織和城市軌道交通運(yùn)營(yíng)績(jī)效評(píng)估體系(MOPES)，其目的是定期為地鐵行業(yè)和政府部門提供具有比較性的信息，為地鐵的管理引入一套評(píng)估體系等，因此需要定期統(tǒng)計(jì)相關(guān)的客流數(shù)據(jù)，為地鐵運(yùn)營(yíng)建立起基準(zhǔn)分析法和關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)。

國(guó)際地鐵協(xié)會(huì)(CoMET)是一個(gè)國(guó)際性的地鐵基準(zhǔn)組織，是世界上幾個(gè)規(guī)模較大的捷運(yùn)系統(tǒng)(地鐵)結(jié)合而成的組織，目前有12個(gè)成員。在指標(biāo)方面，分為發(fā)展、學(xué)習(xí)及創(chuàng)新指標(biāo)，乘客指標(biāo)，服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)，安全指標(biāo)，內(nèi)部管理指標(biāo)，財(cái)務(wù)指標(biāo)，環(huán)境指標(biāo)等幾部分。其中，部分客流指標(biāo)包括G1 a/b線網(wǎng)總長(zhǎng)及客運(yùn)量的變化(%)、C2乘客人公里/載荷公里等。

MOPES組織在軌道交通的評(píng)價(jià)方面建立了一套體系，整個(gè)評(píng)價(jià)體系包含基礎(chǔ)指標(biāo)2類8個(gè)、績(jī)效指標(biāo)6類75個(gè)。基礎(chǔ)指標(biāo)包括線網(wǎng)指標(biāo)和車站指標(biāo)，是基礎(chǔ)設(shè)施的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù);績(jī)效指標(biāo)是指客流指標(biāo)、運(yùn)行指標(biāo)、服務(wù)指標(biāo)、安全指標(biāo)、能耗指標(biāo)和成本指標(biāo)。在客流指標(biāo)方面，分為客運(yùn)量、周轉(zhuǎn)量、換乘量、運(yùn)距/乘距、強(qiáng)度/負(fù)荷等幾個(gè)方面，主要是線路及網(wǎng)絡(luò)的日均客運(yùn)量、車站及網(wǎng)絡(luò)的日均換乘量、線路及網(wǎng)絡(luò)的日均客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、線路及網(wǎng)絡(luò)的平均乘距等。

3 結(jié)語

筆者歸納總結(jié)了上海軌道交通的運(yùn)營(yíng)客流數(shù)據(jù)信息，并分析運(yùn)營(yíng)客流數(shù)據(jù)在實(shí)際中的六大需求。在這幾個(gè)層面上，大部分的客流需求已經(jīng)通過目前的客流數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，但在行車組織和車站建筑及設(shè)施、設(shè)備布局方面還存在一些客流需求，這有待于今后繼續(xù)在運(yùn)營(yíng)客流信息系統(tǒng)中挖掘?qū)崿F(xiàn)。

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