武漢軌道交通線路環網變化前后線網客流壓力分析

賀文嚴　郭文雅　黃小萍

【摘 要】 武漢軌道交通3號線一期開通將線網由原來的“工”字型網絡，轉變為更為優化的閉合圈網絡，線網結構變化對運營組織帶來較大影響。環形網絡的形成便捷了市民的出行，但同時也給軌道交通運營管理帶來了新的問題。本文通過測算線網變化前后的客流情況，包括全日客流情況、高峰斷面客流情況、換乘客流等。通過高峰小時運能分析，定量分析關鍵區間的客流壓力，并與行車組織相匹配。

【關鍵詞】 軌道交通 線網 客流

武漢軌道交通3號線一期開通將線網由原來的“工”字型網絡，轉變為更為優化的閉合圈網絡，真正起到連接武漢三鎮的作用。在環網情況下，如何更有效地匹配運能與網絡客流量，如何根據網絡客流變化調整運能，優化行車組織，從而在滿足乘客需求的情況下，節約成本，減少基礎費用支出，實現最佳平衡，是運營企業必須面臨的問題。

1 新線客流預測和路徑分配

為了解決上述問題，武漢地鐵采用隨機抽樣的方式在新線沿線各站開展客流調查工作，通過采取由點到面和劃分區域兩種不同的預測方法，對軌道交通3號線一期開通首年的整體客流情況和主要客流特征進行了預測。

軌道交通線網形成后，乘客從某起點至某終點有多條路徑可選擇，在選擇出行路徑上主要基于“路徑最短”、“時間最短”、“換乘次數最少”等原則。“環網”形成后，線網客流將會隨之調整。利用網絡最大流問題的研究方法，采用尋求最大流的標號法，在整個過程中，通過標號過程和調整過程研究新線客流和對既有線客流的影響。基于多路徑選擇概率的方法考慮乘客出行路徑的多樣性，確定K條乘客可能選擇的理性路徑，根據一定的算法劃分每條路徑的客流分配比例，進而結合各線路承擔的運量計算出各線路站間客流情況。

2 全日客流情況

2.1 軌道交通3號線開通前

武漢軌道交通線網2015年日均客運量為156萬乘次/日。軌道交通3號線開通前軌道交通的客運量壓力主要集中在軌道交通2號線，其中，全日最大客流斷面在積玉橋站與江漢路過江段，單向數值超過16萬人次/日。

2.2 軌道交通3號線開通后

軌道交通3號線開通后，武漢軌道交通線網2016年日均客運量為186萬人次/日。全日客運量各斷面分配情況參見圖1。

3 高峰斷面客流情況

3.1 軌道交通3號線開通前

軌道交通1、2、4號線最大高峰小時均出現在早高峰，其中1號線早高峰時段為7：30～8：30，2、4號線早高峰時段均為7：45～8：45。根據高峰小時客流量及行車間隔，測算出高峰時期各斷面的滿載率。

雖然軌道交通1號線上行方向頭道街至循禮門4個斷面、2號線上行積玉橋站與循禮門站間滿載率趨近于飽和，但并未達到100%，4號線滿載率最大值為92.76%。

3.2 軌道交通3號線開通后

軌道交通3號線開通后，既有線路最大高峰小時出現時段與2、4號線相似，3號線高峰小時預計發生在7：45～8：45。隨著軌道交通3號線的開通，新增王家灣站、宗關站及范湖站3個換乘站，高峰斷面情況將會有所改變。對于既有線路，此處研究的滿載率沿用原有運能，3號線行車間隔按照5.9min計算。

經過研究，對于軌道交通1、2、4號線高峰小時斷面主要變動區間如下：1號線上行宗關站東側、下行方向宗關站西側斷面滿載率受3號線換乘客流影響有所增加；2號線上行范湖站與循禮門站間斷面滿載率受3號線換乘客流影響略有增加，2號線下行范湖站北側站間斷面滿載率受3號線換乘客流影響略有增加，范湖站與循禮門站間斷面滿載率受3號線換乘客流影響有所下降；4號線上行王家灣站東側站間斷面滿載率受3號線換乘客流影響有所增加，4號線下行王家灣站西側站間斷面滿載率受3號線換乘客流影響略有增加。如圖2所示。

4 換乘客流

軌道交通3號線開通后，由于換乘站的增加，新的乘車路徑出現，使得各線路的客流情況有所變化。部分原有1號線東吳大道方向與4號線黃金口方向、2號線光谷方向往返的乘客，將改變通過2號線換乘的出行路徑，而是選用3號線換乘，縮短乘車時間。

同時，新的線路的開通，使得線路間的換乘客流數值、方向均有所變化，具體參見表1、表2。

通過利用排隊論模型對換乘站的自動售檢票設備進行研究，對通道通行能力進行測算，“環網”形成后，以上換乘站可以滿足換乘需要。

5 高峰小時運能分析

線路運能的限制主要體現在高峰小時高斷面，通過對高峰斷面滿載率的分析，得出整個線網的擁擠度情況。軌道交通3號線開通后雖然各線路的換乘站及其周邊車站斷面均受到了一定影響，但擁擠度水平并未出現大幅變化，線網的既有線路在目前的運能條件下仍可以滿足乘客出行需要。

6 結語

（1）通過對全日客運量與運能、高峰小時客流與運能、及換乘站的客流變化等問題的研究，可以得出既有線路目前的運輸能力及軌道交通3號線采用的行車計劃可以滿足“環網”形成后乘客的出行需要。換乘站的換乘能力可以滿足“環網”形成后的乘客出行需要。

（2） 軌道交通3號線開通后，與1、2、4號線的換乘站宗關站、范湖站、王家灣站增加了換乘客流，可適當將1號線宗關站、2號線范湖站及4號線王家灣站的停站時間延長，以滿足客流變化的特點。

（3）在后續的運營過程中，仍應密切關注客流情況，研究客流的變化趨勢，便于更好地開展運輸工作。軌道交通3號線客流培育過程中，對于1號線宗關-循禮門區段和4號線王家灣至楚河漢街區段的影響會越來越大，可在適當時機考慮采用大小交路相結合的方式，有針對性地增加運能。