城市軌道交通網絡換乘便捷性研究

朱小芹

（蘇州建設交通高等職業技術學校，江蘇 蘇州215000）

1 引言

軌道交通系統的優點包括準時、快速、安全、污染少等。網絡化運營是未來城市軌道交通的發展方向，同時，也必然會出現乘客的換乘。因此，本文從網絡拓撲結構角度出發，分析了城市軌道交通換乘系統的換乘便捷性，把城市軌道交通網換乘便捷性指數當作城市軌道交通網的網絡拓撲參數之一。數據顯示，銜接線路數不同的車站比例與銜接線路數的關系服從冪律分布。換乘站少時，換乘便捷性與換乘站數量成正比，總體服從冪指數關系。城市軌道交通網絡換乘便捷性在網絡形態呈環線與放射型時指數最大，然后是放射型，最小的是方格型。去除多線銜接的換乘站會嚴重影響環線與放射型網絡形態的城市軌道交通的換乘便捷性。

2 換乘便捷性

軌道交通車站中的換乘站連接了兩條及兩條以上的線路，乘客通過換乘站可以做到不同線路間的換乘，換乘站對城市軌道交通的持續穩定運營發揮著重要的作用。在運營方面，換乘站可以控制客流量，避免因人數過多為車站系統正常運作帶來負面影響，如果換乘站達到一定比例，網絡負荷就會實現均衡。在網絡拓撲方面，換乘站數量越多，網絡中任意兩個點之間就可以有更多的路線選擇，使交通網絡更加便捷，為乘客出行提供便利條件。網絡拓撲參數通常選擇網絡中的指標，包括直徑、節點度、聚集系數、介數等。考慮到本地軌道交通系統網絡的換乘特性，本文從軌道交通網絡拓撲結構出發，采用換乘便捷性指數作為一種新的城市軌道交通網絡拓撲參數，探討不同網絡形態的城市軌道交通網絡換乘便捷性的差異[1]。

3 城市軌道交通網的網絡特性

在本文研究選擇的城市軌道交通網中，車站數量全部超過一百或總線路超過一百千米，因此，具有較高的代表性。本文探討的軌道交通系統主要是地鐵系統。本文將城市軌道交通網抽象化，形成由點和邊構成的網絡。將換乘車站作為網絡中的節點，連接兩個換乘站的軌道線路是網絡的邊，從而軌道交通網就形成了一個網絡拓撲圖。因為不同城市的自然環境、地理位置、人口數量等都有很大不同，同時，城市軌道交通網都經歷了一個漫長的發展過程，網絡形態也不盡相同[2]。本文所采用的樣本軌道交通網網絡形態有放射型、方格型以及環線與放射型結合這三種。對于不同城市，其軌道交通網的換乘便捷性指數也有很大不同，個別地區的差異十分明顯。此外，即使不同城市的網絡形態相同，因為換乘站數量的不同，換乘便捷性指數也會有所區別。所以我們得出以下結論：城市軌道交通中換乘站數量的多少與網絡形態和換乘便捷性指數息息相關。不同城市軌道交通網的網絡形態不同，換乘站和普通車站在連接線路的數量上相差較大，因此，在復雜的系統中換乘站的數量和分步整體呈現不均勻的特性。

4 影響換乘便捷性的因素分析

4.1 換乘車站的影響

換乘站數量的多少會對換乘便捷性指數造成直接影響，換乘站數量越多，換乘節點相應增多，乘客出行時線路的選擇更多，換乘更便捷。此外，換乘站數量越多的話，換乘便捷性指數也會相應提高，該指數隨換乘站數量的增加呈冪指數增長。同時，連接換乘站之間的軌道線路越多，其在網絡中的節點越大，節點之間的連通性會得到有效提升，換乘也更加方便快捷。

4.2 網絡形態的影響

網絡形態對換乘站的數量和換乘站的連接線路有一定的影響，需要考慮不同的網絡形態再確定不同比例的換乘站數量和換乘站連接線路數量。如果城市軌道交通網絡是放射型網絡形態，換乘便捷性指數通常處于較低水平，換乘節點的移除對換乘便捷性的影響不明顯。通常來說，由于網絡形態各異，軌道交通網的換乘便捷性指數存在很大差異。在部分網絡形態中，換乘站數量比較多，根據計劃除去連接線路多的換乘站對提升換乘便捷性有所幫助。但是對于部分網絡形態來說，如果除去節點反而不利于便捷換乘，只除去百分之十的換乘站，便攜性就降低了百分之九十之多。對于方格型網絡形態來說，其換乘站數量少，換乘站數量的多少對換乘便捷性的影響較小，即使移除換乘站便捷性也不會突然降低。

5 結語

換乘便捷性體現了城市軌道交通運營的質量和水準。本文研究了換乘站數量的多少與網絡形態和換乘便捷性之間的關系，并得出以下結論：

①城市軌道交通網中換乘站之間的軌道線路越多，在所有車站數量中的占比越小，關系呈冪律分布。②當換乘站數低于四十時，每增加一個換乘站，換乘便捷性就會提高一點，其關系同樣符合冪指數規律。③環線與放射型網絡形態下換乘最便捷，其次是放射型網絡形態，最后是方格型。因此，換乘站數量的多少，對環線與放射型網絡形態的換乘便捷性影響最大。④換乘站數量越多，換乘就越便捷，如果之間連接的線路超過三條時，會比只有兩條線路連接的換乘站更加便捷，尤其是環線，其便捷性更強。因此，在城市軌道交通實際規劃時，為了提高乘客換乘的便捷性，建議在設計中增加換乘站與環線的數量。