上海轨道交通运营客流数据应用分析

2014-02-13朱霞

都市快轨交通 2014年5期

朱霞

(上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201103)

1 上海轨道交通运营客流信息概况

1.1 上海轨道交通运营客流信息系统

上海轨道交通的客流信息系统是依托轨道交通自动售检票系统(automated fare collection system，AFC系统)形成的。AFC系统对自动售检票的全过程进行控制和管理，在售检票和票务管理的过程中，还担负着采集相关客流数据的任务。在AFC系统中，乘客经票卡留下时间、地点等信息，由AFC系统的终端层采集，并上传到上级计算机系统，在对相关数据进行处理、计算、统计后，得到各类客流信息。

1.2 上海轨道交通主要客流统计信息

上海轨道交通运营客流数据信息主要可以归为以下几类。

1.2.1 进出站客流

根据AFC系统所记录的票卡信息，在对数据信息进行统计后，可得到不同线路、不同站点的进出站客流。

对于普通非换乘站点，将AFC系统中的数据进行累加统计，可得到这些站点的进出站客流，即某站进站客流=∑该站进站的票卡数量。

换乘站的进出站客流统计方法与普通非换乘站的进出站客流统计方法有所区别。在换乘站进站的乘客，需要根据各自的出行目的地确定其出行路径。例如，一个乘客在7、9号线的肇嘉浜路站(O)进站，若其在7号线的锦绣路站(D)出站，则可以认为这位乘客乘坐的是7号线，算作7号线的进站客流;同理，对于同样在7、9号线的肇嘉浜路站(O)进站的乘客，若其在9号线的中春路站出站，则可以认为这位乘客乘坐的是9号线，算作9号线的进站客流。

在换乘站进站的乘客，根据各自的出行需要来选择所乘坐的线路，仅通过统计进出站数据是难以得知乘客在哪条线路上下客。例如，一个乘客在7、9号线的肇嘉浜路站(O)进站，在7号线的锦绣路站(D)出站，则可以认为这位乘客乘坐的是7号线，算作7号线的进站客流;同理，对于同样在7、9号线的肇嘉浜路站(O)进站的乘客，若其在9号线的中春路站出站，则可以认为这位乘客乘坐的是9号线，算作9号线的进站客流。

对于3、4号线共线段的车站，由于二者共用闸机，所以难以通过票卡信息的累加统计得到不同线路的进出站客流。目前采用的计算方法是:对这些车站的所有客流，采用1∶1的比例分配给3、4号线车站。例如，延安西路站进站客流为2 000人次/h，近似认为3、4号线各自的进站客流均为1 000人次/h。这种计算方法考虑到目前3、4号线列车的开行比例为1∶1，有其相对的合理性。

1.2.2 站间客流OD

客流OD的概念是:O为起始站点，D为终讫站点，有效路段连接着的OD为路径。轨道交通目前的客流OD统计方法是:将同一张票卡的进站和出站信息进行配对，得到客流OD统计数据。

1.2.3 断面客流

1)概念和统计方法。断面客流，是指线路某一个方向的某一个区间在单位时间内通过的客流量。断面客流的统计基础是OD客流，而OD客流提供的是客流的进站、出站时间和地点。从OD客流到断面客流，需要经过客流路径清分和时间确定两个环节。

2)客流清分。轨道交通网络中的路径确定是清分过程中的关键问题。在理想情况下，每个换乘站点均设有专用的读卡仪器，乘客换乘一次就刷卡一次，这样就可以得到精确的乘客出行路径，然后根据此路径上所涉及的运营线路并按照运营里程，得到精确的清分比例。实际上，由于需要增加硬件设施支持和资金投入，当线路复杂时，会大大增加建设和维护成本，而且还引起乘客换乘不便，因此在实践中很难采用理想化的清分方法。

在实践中，比较常用的有最短路径法、最短时间法、多路径法等，其本质区别是OD在不同路径上分配的权重不同，进而会影响网络客流OD的分布。目前，上海轨道票务采用的是多路径清分法，这种方法只能通过清分算法的调整，尽可能使客流清分接近实际情况，但不可能达到100%的准确度。而多路径选择概率法，考虑了乘客出行路径的多样性，根据出行里程和时间确定最合适的5条路径，并根据一定的函数关系确定在这些路径上的分配比例。

1.2.4 换乘客流

换乘客流主要针对换乘站而言，可以细化到车站不同线路、不同方向之间的换乘量，并以此为基础来计算换乘总量等指标。换乘客流的计算建立在客流OD矩阵表和客流清分的基础上，客流清分规则直接影响换乘客流结果。

目前，换乘客流已经能够提供换乘站各线路分方向之间的客流信息。

1.2.5 票价和乘距

除了上述数据外，AFC系统还对信息从不同角度进行处理，得到运距、票价等数据。

票价是依据乘客的进站、出站信息，结合票价表由统计得出。上海轨道交通的票价表是依据最短路径原则确定的，只要确定乘客的进站和出站车站，即能确定其票价。

运距信息则建立在客流OD清分的基础上，根据客流清分出的乘客路径，统计后得到相应的运距信息。该指标是指所有乘客的平均乘车距离，在一定程度上反映线路走向是否符合城市客流的主流向。平均运距越大，相应的每乘客公里的平均运输成本越低，有

平均运距=∑运距(人·km)/∑乘客

1.2.6 相关衍生数据

除了上述客流信息外，在此基础上还能够形成各种相关数据，如全线/全网客流量、各线最大高峰断面及客流、断面满载率、客流负荷强度等，并包括一些图表类查询，包括全日分时客流对比(图表类)等。

1.3 不同客流统计内容之间的关系

结合不同客流信息的统计计算方法，能够梳理出不同客流信息之间的关系，如图1所示。

图1 各种客流信息之间的关系

票卡信息是所有客流数据处理的基础，其他客流数据是依据票卡数据处理衍生而来，票卡信息也是最真实、最底层的基础性数据。进站、出站信息是对票卡信息在不同站点的累加统计;客流OD是将票卡信息进行配对后得到的客流矩阵表;将客流OD进行客流清分后，得到断面客流;票价是依据乘客的进站、出站信息，结合票价表统计得出;乘距信息建立在客流OD清分的基础上，根据乘客的出行路径统计得出。

2 客流信息在实际中的应用需求

2.1 运行图编排及调整

在线路层面，运行图的调整是以运营客流信息为基础来实现的。只有研究掌握了客流的变化规律，才能合理配置运力，既满足运营部门的利益，又缩短乘客的滞留时间。

在常规运营条件下，列车运行计划的编制可以对一段时间内的客流数据进行分析，总结变化规律，然后依据全日分时最大断面客流量和乘客服务水平的要求，确定详细的运力安排。

当运营条件发生改变时，通过对以往客流数据的分析研究，轨道交通运营部门采取缩短行车间隔、扩大列车编组、新车投入使用等多种措施，满足客流需求。例如，轨道交通运营部门每隔一段时间对客流情况进行分析，将断面客流与运能情况进行匹配分析，确定客流满载率。当满载率过高时，就需要对线路运能进行提升调整。

在配置列车运行交路时，全线高峰时段断面客流是最为重要的基础性资料，列车交路首先必须满足单向高峰小时断面客流量的需要，还要兼顾其他断面的客流，尽可能做到运能与运量相匹配。

在时间上，运行计划要满足高峰小时断面客流量，并照顾到全日的断面客流量，确定高峰及全日列车运行计划。

2.2 突发事件应急管理

城市轨道交通是一个受众群体广泛、高强度运转、技术复杂、相对独立封闭的系统，必须高度重视突发事件的应急管理工作。要加强应急预警机制、安全防御能力、应急处置能力和应急组织力量的建设和提升，建立健全城市轨道交通应急体系，最大限度地保障公众生命安全、系统设施安全、系统运转稳定，以实现城市轨道交通“安全、可靠、高效”的发展目标。

在城市轨道交通系统发生故障时，相关部门一方面要迅速采取措施疏散乘客，维护车站和列车的秩序;另一方面则需制订相应的运营组织方案，尽快恢复正常的运营秩序。通过对历史客流数据的分析，研究在故障条件下线网可达性的变化和客流的重新分布情况。利用乘客信息发布系统，可为乘客提供合理的路径信息，为有效疏导乘客、维护线网运行秩序提供技术支持。

对于轨道交通应急管理来说，需要了解极端情况下的线路断面和车站客流。例如，对于人民广场这样的大型综合换乘枢纽，在节假日等大客流到来之前，都需要对历史客流进行分析，研究不同方向的换乘客流总量及比例，并根据客流流向合理安排运营应对方案。

2.3 客流均衡及调整

随着轨道交通网络化的不断推进和深化，轨道交通网络规模的扩展提高了线路沿线的可达性，可供乘客选择的路径增多，从而使网络上的客流分布呈现多样化的变化。

轨道交通客流在时间上和空间上都呈现出不均衡的现象，当这种现象达到一定程度时，部分时段和区间的客流压力很大，而客流较少的时段和区间，其轨道交通的运能比较浪费，这对轨道交通运力的合理安排提出了比较高的要求。

通过对客流信息的统计、分析、研究，依据满载率、高峰小时系数等指标，能够对轨道交通的网络客流进行评价，并据此提出客流均衡的建议和策略。例如，上海轨道交通客流存在比较明显的空间不均衡和时间不均衡现象，即市区客流明显高于郊区客流、高峰客流过高、平峰客流过低。通过对不同空间和时段客流满载率进行分析，找出客流与运能不相匹配的区段，合理进行运营调整。

2.4 新线设计与建设

城市轨道交通客流预测是确定轨道交通建设规模的重要依据，在项目前期决策和规划设计中起着重要作用，包括:轨道交通网络各线路建设时序的确定，轨道交通项目建设的必要性、迫切性，轨道交通系统制式选择和车辆选型，系统设计运能、列车编组、行车密度和行车交路的确定，车辆配属数量，车站站台长度、宽度，车站楼梯和出入口宽度，机电设备系统容量和用电负荷，售检票系统制式和规模，拟定票价政策，核算运营成本和经济效益评价，等等。

研究运营线路的客流规律，能够为客流预测提供参数依据，对以往客流预测中的参数加以验证，为轨道交通项目建设提供参考。

2.5 客流统计和评估

2.5.1 客流数据

客流量是衡量轨道交通社会效益和经济效益的重要指标。在城市交通规划中，需要确定轨道交通占公共交通的出行比例;从客流数据上来说，需要提供轨道交通的客流量及出行量。在企业年度统计中，客流数据也是一类基础性指标。

2.5.2 评估指标

目前，上海已经加入了国际地铁协会(CoMET)组织和城市轨道交通运营绩效评估体系(MOPES)，其目的是定期为地铁行业和政府部门提供具有比较性的信息，为地铁的管理引入一套评估体系等，因此需要定期统计相关的客流数据，为地铁运营建立起基准分析法和关键绩效指标。

国际地铁协会(CoMET)是一个国际性的地铁基准组织，是世界上几个规模较大的捷运系统(地铁)结合而成的组织，目前有12个成员。在指标方面，分为发展、学习及创新指标，乘客指标，服务质量指标，安全指标，内部管理指标，财务指标，环境指标等几部分。其中，部分客流指标包括G1 a/b线网总长及客运量的变化(%)、C2乘客人公里/载荷公里等。

MOPES组织在轨道交通的评价方面建立了一套体系，整个评价体系包含基础指标2类8个、绩效指标6类75个。基础指标包括线网指标和车站指标，是基础设施的评价数据;绩效指标是指客流指标、运行指标、服务指标、安全指标、能耗指标和成本指标。在客流指标方面，分为客运量、周转量、换乘量、运距/乘距、强度/负荷等几个方面，主要是线路及网络的日均客运量、车站及网络的日均换乘量、线路及网络的日均客运周转量、线路及网络的平均乘距等。