基于地理國情數據的合肥市軌道交通站點服務壓力分析

殷年

(合肥市測繪設計研究院，安徽 合肥 230061)

1 引 言

合肥市是安徽省省會，全省政治、經濟、文化、信息、交通、金融和商貿中心，是長三角城市群副中心城市，正朝著“大湖名城，創新高地”的美好愿景打造現代化綜合交通系統，城市軌道交通正是該系統的重要一環。軌道交通可以有效緩解地面交通壓力，提高城市運轉效率，進而促進城市經濟的發展。然而軌道交通線路和車站建設成本高、風險大，尤其是車站的建設會長期影響運行效率和社會經濟效益。因此對于軌道交通的線路的空間分析和規劃，地鐵站的選址等工作具有重要意義。

很多學者都對城市軌道交通的建設展開了研究。魏金麗提出以站間距和站點個數為約束條件的站點布設方法，并建立以系統成本最小為目標函數的軌道交通站點間距優化模型[1]。楊麗媛綜合應用德爾菲法、層次分析法、嫡權法、模糊物元分析理論和最優度理論建立了城市地鐵站點選址三級評價指標體系[2]。周瑋民在吸收國內外眾多學者研究成果的基礎上，探討了TOD模式下城市軌道交通站點用地開發模型[3]。秦觀明建立城市軌道交通接駁方式選擇模型和客流吸引范圍模型，探討各種接駁方式的分擔率以及基于不同接駁方式的客流吸引范圍[4]。郭延永提出從線路長度、運營車輛數量、站點數、行駛總里程、建設投資額、客運總量等方面對軌道交通進行評價[5]。李向楠基于站點自身特點和站點環境特征等相關的11個因素，利用k-均值聚類探索了城市軌道交通站點的分類方法[6]。楊佳璇研究了新加坡，東京等城市的軌道交通接駁體系在提升其接駁體系時空效率的一般方法，為建立便捷、高效的軌道交通接駁體系提供重要基礎參考和標準[7]。師帥一等構建了用于評價某一地鐵站點在整個地鐵網絡中相對便捷程度的地鐵站便捷指數[8]。王光波等學者從發展規模、運營狀況、經營狀況三個方面對軌道交通進行評價[9]。顧華偉、郭鵬等人相繼補充了軌道交通系統利潤、軌道交通從業人數等為城市軌道交通與社會經濟發展的指標[10]。吳韜等構建了站間和站域可達性兩個指標來度量城市軌道交通站點可達性并對其空間格局進行了綜合評價[11]。以上學者們的研究都為城市軌道交通的建設和城市的綜合發展做出了重要貢獻。

本文對合肥市現存軌道交通線路和站點進行了空間分析，對合肥市地鐵線路的分區分布，站點的承載壓力和接駁能力進行研究，分析現存軌道交通站點的服務壓力，并提出優化意見和接下來的發展方向，以提供給有關部門作為輔助規劃和決策的依據。

2 研究區、數據源與研究方法

2.1 研究區概況

截至2019年12月，合肥市共有3條在運行軌道交通線路：1號線北起合肥火車站，南至九聯圩，全長 24.58 km，車站23個(換乘車站2個)；2號線西起南崗，東至三十埠，全長 27.76 km，車站24個(換乘車站2個)；3號線北起相城路，南至幸福壩，全長 37.28 km，車站33個(換乘車站2個)。3條線路總運營里程約 89 km，車站77個(換乘車站3個)。在建地鐵線路有兩條：4號線西起雞鳴山路，北止東方大道，全長 41.37 km，車站31個(換乘車站4個)；5號線北起汲橋路站，南至貴陽路站，全長 40.2 km，車站33個(換乘車站4個)。兩條在建軌道線路總里程約 81.5 km，建成后將新增56個車站，7個已建成車站升級為換乘車站，換乘站總數達到10個。

2.2 數據來源

本文所用數據主要源自：2019年地理國情監測數據，采用CGCS2000國家大地坐標系，高斯-克呂格投影3°分帶，帶號117，其內容主要包括：

(1)合肥市行政區劃矢量數據面狀要素；合肥市公共交通數據庫，包含軌道交通線路線狀要素，軌道交通站點點狀要素，公交站點點狀要素。

(2)合肥市統計局統計數據，主要包括，合肥市按社區統計的人口數量數據，合肥市交通發展統計年鑒

(3)合肥市交通發展年度報告，主要包括合肥市交通發展的各項指標，軌道交通方面包含軌道交通線路運營情況，線路里程，站點數量，站點等級，以及在建軌道交通線路情況等。

2.3 研究方法

本實驗的技術路線圖如圖1所示：

圖1 實驗技術路線圖

(1)人口格網與網絡數據集構建

處理人口數據的方法是人口的格網化。人口普查數據通常反映的是行政單元內的人口總數情況，單元內部呈平均分布，邊界有較明顯的間斷甚至突變。以較小單元為規則格網的人口數據為小尺度的人口分布格局分析提供了數據支撐，能為社會、政治和經濟等各方面的分析提供較準確的人口分布數據[12]。本文基于合肥市統計局提供的按社區統計的人口數據，按 100 m邊長生成規則正方形格網，處理范圍規定在合肥市轄區范圍。

(2)軌道交通站點服務區構建

在分析關鍵點的空間鄰域范圍常采用生成緩沖區的方法，基于點要素的緩沖區，通常以點為圓心、以一定距離為半徑的圓[13]，但是圓形緩沖區存在實際應用的不合理性。在分析軌道交通站點的服務范圍時，目標區域與站點之間在空間上可能是不可達的，行人抵達站點需要沿著道路行進而不是沿著兩點連線直線前進，因此沿著城市路網劃定服務區更加合理。利用城市道路矢量數據生成網絡數據集，加載軌道交通站點作為興趣點，沿道路網絡分別生成 500 m、1 000 m、1 500 m服務區。

(3)站點服務區空間分析與核密度估計

核密度估計(kernel density estimation，KDE)是分析空間要素聚集效應的一種重要的非參數化方法，通過將整個研究區域生成一個光滑的密度表面來分析點事件的空間聚集特征，找出事件的高發區域，在經濟、人口統計以及影像分類處理等方面都有廣泛應用[14]。

將軌道交通站點 500 m服務區同人口格網和城市公交站點矢量數據進行空間疊加，統計其數量，分析各站點在服務區內服務人口和接駁公交車站數量上的分布特征。對該指標進行核密度分析，對核密度獲取結果進行等級劃分，以表示各個站點的人口服務壓力。

3 軌道交通分區建設現狀分析

3.1 運營里程現狀

合肥市共有7個行政區，其中經開區在空間上分為北區和南區兩部分。除經開北區外，合肥市其他行政區域均有軌道交通線路覆蓋。蜀山區所含軌道交通線路最長，達到 22.38 km，而軌道交通線路密度最大的區是瑤海區，其密度達到了 0.3 km/km2。廬陽區和新站區在軌道交通里程和線路密度上均處于全市落后地位，這主要是由于合肥北部人口密度相對低于中部和南部，且面積較大，發展也相對落后。隨著北城區建設的不斷完善，軌道交通的配套建設也要及時跟進。分區運營里程統計如表1所示，其空間可視化如圖2所示。

各區軌道交通長度統計 表1

3.2 站點服務現狀

整體來看，合肥市地鐵站點500 m服務區覆蓋人口不到20%，總體偏低，合肥市地鐵建設尚在初級階段。對比來看，瑤海區和蜀山區地鐵覆蓋人口比例較高，接近三成。這是因為這兩個區的軌道交通線路經過的都是人口稠密地區，未來新建的4，5號線依然會經過這兩個區，其軌道交通覆蓋人口將會進一步提升；而新站區和經開區則偏低，地鐵覆蓋度不足，居民選擇地鐵出行相對困難，一方面是這兩個區面積較大人口較分散，另一方面區域內軌道線路較為匱乏。具體分區情況如表2和圖2所示：

圖2 2020年合肥市分區軌道線路概況

地鐵站點500 m服務區覆蓋人口統計 表2

3.3 軌道交通接駁現狀

軌道交通站點接駁度指一個軌道交通站點周邊 500 m服務范圍內連接其他各類型交通站點的數量。該指標越高，此區域軌道交通站點與其他類型站點的接駁越好。從表3中可見，合肥市市區平均每個地鐵站點 500 m服務區內有2.57個公交站點，其中平均接駁度最高的為廬陽區，平均每個地鐵站 500 m范圍內擁有4個公交站點；最低的是高新區，僅有1.66個。接駁度越高，代表該區域地鐵對公交的換乘更便捷，市民出行選擇更豐富，交通運轉效率更高。高新區、包河區和新站區這幾個接駁度較低的區需要加強地鐵站點和公交站點的配套規劃，提升公交和地鐵的聯動能力，以提高區域內公共交通綜合水平。

圖3 地鐵站點500 m服務區覆蓋人口

軌道交通站點接駁情況 表3

4 軌道交通站點服務分析

4.1 合肥市站點服務人口統計

對軌道交通1，2，3號線的三類服務區的服務人口進行統計，其中：

1號線500 m服務區共服務152 828人，1 000 m服務區共服務 473 930人，1 500 m服務區共服務 624 262人。合肥市城區總人口約393萬人，一號線服務人口約占總人口的15%；

2號線500 m服務區共服務278 601人，1 000 m服務區共服務 703 164人，1 500 m服務區共服務 915 907人。2號線服務人口約占總人口的23%；

3號線500 m服務區共服務334 183人，1 000 m服務區共服務 722 549人，1 500 m服務區共服務 1 088 206人。3號線服務人口約占總人口的27%。

三條線路1 500 m服務區總共覆蓋了2 183 640人，占到合肥市總人口的約55%。

4.2 合肥市站點服務壓力分析

接駁度定義：目標設施點周圍沿路網通行 500 m范圍服務區內所擁有的其他類公交轉運設施的數量(此處選取公交車站為例)，接駁度越高，說明該站點周邊公共交通設施越豐富，轉運能力越強，人員流動效率高。如圖4展示的是一號線各站點 500 m服務區服務人口和其接駁度情況。

圖4 軌道交通1號線接駁度統計圖

選取長淮站和秋浦河路站為例，長淮站 500 m服務區內共生活 18 000余人，擁有5個公交站點，秋浦河路站 500 m服務區內工生活 21 000余人，卻只有2個公交站點。說明秋浦河路地鐵站附近公交設施嚴重不足，居民出行方式受限，一方面會造成許多本可以選擇公交出行的居民不得不選擇地鐵，加重地鐵運載壓力，造成早晚高峰地鐵站擁堵，另一方面，需乘公交車出行的居民以及從該站下地鐵轉乘公交的乘客也會受制于站點的數量而花費更多時間排隊或者步行到更遠的車站乘車。

在此基礎上，本實驗統計全合肥市所有軌道交通站點服務人口及其 500 m服務區公交站點接駁情況，結合其服務人口數量，歸一化后將兩個指標進行核密度分析，在此基礎上對各個站點的服務壓力進行分級，繪制如圖5所示專題圖：

圖5 2019年合肥市各軌道交通站點服務壓力

從圖5可知，軌道交通接駁壓力較大的地區主要集中在：

(1)大東門到合肥站一帶，該地區為合肥市中心區的核心商業區，小范圍內有大量居民住宅及火車站，客運站，及地鐵換乘車站，客流壓力大，需尤其注意配套設施建設和節假日及早晚高峰的人流疏導，未來可考慮新增軌道交通線路，增設公交線路和公交、出租車和網約車停泊站點，老舊城區改造和道路拓寬等工程，提升該區域交通運轉能力

(3)北城區一里井、海棠站附近，包河區葛大店-朱崗附近，省博物院站附近。以上三個區域分別位于合肥北城區主干道臨泉路沿線，包河區主干道包河大道核心路段，蜀山區主干道習友西路與翡翠路交口。該三處的共同特點是周圍有大量居民小區，屬于住宅密集型地段，人口密度大，需重點考慮早晚上下班高峰時期的客運壓力，未來可考慮新增地鐵支線，新增路面公交，以及增加解決最后一公里問題的共享單車，共享電瓶車數量及其停車點的數量，以緩解交通壓力。

(3)西七里塘站及其周邊站點，西七里塘為換乘車站，同時也是合肥主城向西南方向政務區、高新區的交通樞紐，尤其是向南的政務區擁有大量寫字樓，企業密度大，是很多合肥人工作的地方，因此西七里塘承擔了老城區與高新、政務區之間的通勤換乘的重任，加上本身所處地帶住宅較多，早晚高峰時段極易造成人流擁堵。未來可考慮多增設幾條南北走向的軌道交通線路，以緩解該站點的換乘壓力，同時豐富該區域立體交通網絡，形成地下軌道、高架、路面共同運轉的高效交通樞紐。

5 結 語

十三五期間，合肥市軌道交通實現從無到有，從單線時代到換乘時代，僅僅用了不到5年的時間，雖然相比其他中部省會城市尚有一定差距，但到2020年年底，合肥已接近擁有5條軌道交通線路，建設速度位列中部城市第一，不斷追趕其他城市的發展腳步，這正是“合肥速度”最好的體現。

習近平總書記指出，我國的主要矛盾已經變成“人民日益增長的物質文化需要同不平衡不充分的發展之間的矛盾”，合肥市在軌道交通事業的發展過程中也要避免“不平衡不充分”的發展模式，既不盲目追求發展速度，也注意到各區間協調均衡，做到站點布局合理、井然有序，配套設施建設完善，交通運轉效率會更高。

軌道交通極大地豐富了市民的出行選擇，增加了城市交通運轉效率和能力，為城市的經濟社會發展帶來了強勁動力。相信隨著4、5號線的陸續開通運營，合肥軌道交通的服務人口將繼續增加，服務質量將進一步提高，讓越來越多的百姓享受到軌道交通帶來的便利。