一个公交主导型交通枢纽的现场调查分析

尚华艳，黄海军，肖玲玲

（1.首都经济贸易大学 信息学院，北京100070；2.北京航空航天大学 经济管理学院，北京100084）

一个公交主导型交通枢纽的现场调查分析

尚华艳1，黄海军*2，肖玲玲2

（1.首都经济贸易大学 信息学院，北京100070；2.北京航空航天大学 经济管理学院，北京100084）

北京市国贸桥交通枢纽拥有庞大的公交运输车队，但难以应付过于集中的晚高峰期出行需求.本文对国贸桥周边1.1平方公里内停车场、地铁、公交车站及周边大厦交通需求展开广泛细致的交通调查，重点分析了10个公交车站的116条公交线路的公交运行情况.通过对公交出行客运量、公交车辆到站时间间隔、乘客候车人数及候车时间等运行指标进行深入分析，找出国贸桥交通枢纽运行过程中存在的问题并提出建议.本研究对公交主导型大城市交通系统的建设和运营管理具有一定的借鉴意义.

城市交通；公交主导；案例研究；候车人数；候车时间

1 引 言

在我国，许多城市交通拥堵问题日益严重.调查数据表明，中国人平均每天上下班路途时间约为84分钟，居世界之首.北京市作为中国的首都，动态交通、静态交通、交通环境、交通秩序和交通安全都全面趋于紧张.工作日早晚高峰期间，北京市90%以上道路交通处于饱和或超饱和状态，极易引发大范围的交通拥堵.交通专家预测，若不采取积极措施，到2015年，北京市路网平均速度将小于15公里/小时，交通拥堵指数将达到9.5以上[1].

建立公交主导型交通网络，是缓解城市交通拥堵的重要手段.然而，现阶段公共交通服务水平较为低下，公交系统普遍存在承载力不足、吸引力低下等问题.交通调查是科学研究中最接近现实的关键环节，能够获取基础数据，有助于客观了解公交运行规律和出行者对公交出行的需求.许多学者针对公交网络开展了实证研究，但各有侧重，例如通行者出行行为分析[2-4]、公交服务水平[5-7]、网络优化设计[8]等.

北京市国贸桥区是一个典型的公交主导型交通枢纽，公交公司派遣了庞大的运输车队应付高峰期客流，但依然存在运力不足的难题.2011年4月，北京市出台《国贸桥疏堵工程设计方案》，采取优化公交站台等多项措施，但疏堵效果却不尽如人意.2012年2月，一组市民通过公交车窗户争抢上车的“公交爬窗图”在网络热传，引发广大网友的叹息；之后，《中国青年报》以“世界最大的公交车队为何难解乘车难”为题，大幅报道了国贸桥区拥堵状况，引人深思.本文对国贸桥区晚高峰期交通运行情况展开了大规模交通调查.首先，对周边大厦上班族出行需求和私家车、地铁、公交等出行方式进行统计.其次，对公交车辆到站时间间隔、候车人数、乘客候车时间等进行深入分析.最后，探讨了国贸桥交通枢纽运行过程中存在的问题并提出建议.本研究对公交主导型大城市交通系统的建设有良好的借鉴意义.

2 数据收集与整理

2.1 调研内容和调研对象

国贸桥位于北京市朝阳区东三环路与建国路主干线相交处，是一座苜蓿叶型加环形三层互通式立交桥.上层为东三环主路，并以匝道相连；中层为建国路机动车道；下层为机动车与非机动车混行的环形交叉路口.东西向桥长360米，南北向桥长1700米.外观上是苜蓿型立交桥，功能上是互通式立交桥，所有转向匝道都独立架空设置，解决了车辆的平面交叉问题.周边分布着国际贸易中心、建外SOHO、中服大厦、招商局大厦等众多交通吸引点.

作者组织学生约50人，历时3个月（2012年3-5月），以国贸桥下层为中心，对北至景茂街、南至通惠河北路、东至恒惠东街、西至针织路约1.1平方公里范围内的交通情况展开现场调研.调研时间为周一至周五晚高峰17:00-19:30，内容包括周边大厦的出行需求、公交车站及线路运行情况、停车场交通供给、地铁客流分布等.其中，重点调查了公交站点高峰期运行情况.调查对象的分布如图1所示.

图1 调查对象分布示意图Fig.1 Location of surveyed subjects

2.2 数据计算方法

理论研究中，排队论被广泛用于统计乘客候车人数[9].但现实生活中站台上的候车人数是一个动态值[10,11].本文以时段为基准，每隔5分钟分段统计，计算方法如下：

整个研究区间 [0 ,T]=17:00-19:30被离散成一系列等长度的时间段 t∈(1 ,2,…,)，满足T¯δ=T.其中δ是一个时段的长度，若δ=5分钟，则T¯=30.假设调研开始前，已经在车站m候车的乘客数为 fm(0)，时段k（k∈(1 ,2,…)）到达车站m的乘客数为(k)，时段k从车站m下车转乘该站其他公交车辆的乘客数为(k).直到时段t（但不包括时段t），车站m的累积到达乘客人数Um(t)可以表示为

式中 M为国贸桥公交车站的集合.那么，直到时段t，公交车站累积到达乘客数U(t)为

则直到时段t，国贸桥公交车站的累积离开乘客数V(t)为

在时段t，车站m候车人数Wm(t)等于累积到达数Um(t)与累积离开数Vm(t)之差，即

因此，时段t国贸桥公交车站候车累积人数W(t)为

式中 Wm(t)、W(t)分别为各时段车站m的候车人数和公交车站总候车人数.

3 数据结果分析

3.1 周边大厦上班族出行需求分析

周边大厦上班族是国贸桥区晚高峰期主要的交通出行者.前期调研发现，上班族下班时间主要为4个时间点：16:30、17:00、17:30、18:00，以17:30居多.因此，对周边大厦出行需求的调研时间调整为[16:30-19:00].图2展示了出行需求的分布情况.

图2 国贸桥周边大厦出行需求分布情况（每5分钟）Fig.2 Commuting demands originated from the surroundingbuildings(per interval of 5 minutes)

从图2可以看出，国贸桥西北区域、东北区域和东南区域出行人数差不多，存在一定的波峰，但并不明显.其中，西北区域写字楼主要为国贸大厦1座、2座、3座，出行需求为8 921人，占总需求的19.26%.东北区域写字楼主要为中服大厦和万达广场，出行需求为7 630人，占16.48%.东南区域则分布了招商局大厦、中国惠普大厦、大北写字楼、京汇大厦、北京电视台大厦、瑞赛大厦、泰珍嘉大厦等写字楼，出行需求为8 331人，占17.99%.

西南区域写字楼最多，汇集了SK大厦、中环世贸、银泰中心、银泰写字楼、人保写字楼、安邦保险大厦、建外SOHO等诸多大厦.因地下管廊连通，建外SOHO等10座高档写字楼实现了地下连通.调研区间出行需求为21 427人，占到了总需求的46.27%.

3.2 公交出行特征分析

（1）基本特征分析.

国贸桥区共有10个公交车站，116条公交线路，站点及线路分布见图1.其中，晚高峰始发线路20条，集中在大北窑站（814/813路、807路、806路、808路、809路、810路、113路）、郎家园站（930路、817路、816路、818路）和大北窑东站（西向东，312路、647路、648路、11路、667路、669路、801路、647-312联运、647-322联运）.除了113路为南北方向，其余线路均由西向东开往河北燕郊方向.

国贸桥区晚高峰期公交总上车人数为42 238人，而始发线路的乘客达到25 378人（113路只有700人左右）.这就意味着，每个工作日有2.5万名乘客由19条线路的公交车在两个半小时内载离国贸桥区.短时需求过大，导致公交运行压力巨大.

以媒体报道爬窗事件的大北窑站813/814路为例.814路是813路的一种补充，仅高峰营运，且公交站点只有8站.813/814路开往燕郊居住小区密集的区域，乘客到达率(k)非常高，每分钟平均高达25人.乘客到达率呈现一种单峰形态（见图3），17:40前逐渐上升，17:40-18:40到达高峰，18:40后逐渐减少.对图3中各时段观测值的平均值进行统计分析，可知813/814路乘客到达率(k)和时段k之间存在如下关系：

图3 813/814路乘客到达率（每5分钟）Fig.3 Passenger arrival rates taking Line 813/814(per interval of 5 minutes)

813/814公交车晚高峰时段平均发车40辆，发车间隔很小（见表1）.近一半（43.33%）车辆到达时间间隔不足1分钟，间隔在5分钟以内的达到了77.78%.

相比之下，813/814路车辆在站逗留时间比较长，平均达到9分钟.只有11.65%的车辆在站逗留时间少于5分钟，而三分之一（34.96%）的车辆超过了10分钟.这与813/814路站台候车区域有关.813/814路站台分为站席和坐席两部分，乘客在两个地方分别上车.尽管乘客上车秩序较好，但人数太多，难免有推搡、拥挤等现象发生.

表1 813/814公交到站时间间隔Table1 Arrival time intervals of Line 813/814 buses

国贸桥区公交运行总体上呈现以下特点：公交出行需求量大、公交车次多、发车间隔小、候车人数多、排队时间长.

（2）公交线路候车人数分析.

图4 813/814路晚高峰期候车人数图Fig.4 Passenger numbers waiting of Line 813/814 at evening peak period

从17:00开始，每隔5分钟计算一下候车人数，计算方法参见式（1）-式（6）.虽然各时段候车人数存在一定的波动，但总体来说，存在一个明显的波峰.调查后发现，乘客到达率高是主要原因.以813/ 814路为例，每辆车载离90人，但新到达的乘客几乎都超过了100人/5分钟.尽管公交车次多，但短时间内到达的乘客太多，导致高峰期候车人数快速增长，累积效应十分明显，如图4所示.从图中可以看出：

公交车辆到站是否均衡，对公交站台的影响非常大.2012年4月9日，公交车到站时间间隔比较均衡，候车人数存在一个比较平缓的单峰状态.一旦公交到站时间间隔比较大，候车人数就会急剧增长.例如，2012年3月27日，一趟公交车间隔时间超过了10分钟，候车人数一度超过600人.

其次，若公交场站内预先停放一些预备车辆，能够大大减少候车人数.例如，2012年4月6日，17:00前预先停放了5辆车，这些车辆于17:00后离开场站，候车人数明显减少.

单线路候车人数多意味着排队长度长，站台候车人数多则意味着人流密度大.北京市《公共汽电车场站功能设计要求》规定，公交候车站台设计最大人流密度每平方米不宜多于两人.以此为标准，始发线路所在的公交站台远远超过了规定的最大人流密度.图5显示了930路公交站台候车人流密度.该站台长30米，宽1.5米.候车人数巨大，站台十分拥挤，导致候车秩序较差，推搡、谩骂、甚至打架时有发生.

图5 930路公交站台人流密度（人/平方米）Fig.5 Passenger flow density at Line 930 bus station(person/ square meter)

（3）公交线路候车时间分析.

候车时间对出行者心理有很大影响[10-12].国贸桥区公交候车时间普遍较长.本文选取5条有代表性的公交线路，对候车乘客跟踪调查.这5条公交线路均是始发线路，出行需求大，但排队比较整齐.调查人员选定某一个时段（例如，17:00-17:05）到达的乘客，记录乘客到达时间；然后等待该乘客上车，记录乘客上车时间.每个时段分别选取6个人跟踪记录，共获得有效记录2 584份，如表2所示.

表2 乘客候车时间统计结果Table2 Waiting times for riding in buses

通过表2可以看出，晚高峰期始发公交线路乘客平均候车时间短则10分钟左右，长则超过20分钟.最大候车时间甚至达到47分钟.这与公交到站时间间隔、乘客到达率、公交荷载座位数等诸多因素有关.以候车时间最长的818路为例，公交荷载座位数为55个，平均到站时间间隔为8分钟，但乘客到达率达到了平均每分钟8人，往往需要4至5趟公交车才能将站台上的200多位候车乘客载走.所以不少乘客用“绝望”来形容候车的感受.

3.3 国贸桥交通枢纽运行特点及问题

经过统计，国贸桥交通枢纽晚高峰期出行需求高达8万人.其中，55 869人是从国贸桥区出发的客流，27 272人是到国贸桥区换乘的客流.国贸桥区出发的客流中，私家车出行5 877人，地铁出行27 660人，公交出行22 332人.即，一半的出行者选择乘坐地铁，40%的乘客选择乘坐公交车辆，只有10%的出行者选择私家车出行.

国贸桥交通枢纽晚高峰只能用两个字形容：“堵”、“挤”，具体表现在：

（1）公交出行人数占到了总出行人数的40%，出行需求集中于燕郊方向.周边共有公交线路116条，始发线路只有20条，但客运量占到了公交出行总量的60%.

（2）始发线路候车人数多，站台人流密度大，候车时间长.平均候车时间短则10分钟左右，长则超过了20分钟.越接近17:50-18:50，候车人数越多，导致有些乘客候车时间将近1小时.

（3）公交需求的满足是以乘客无限容忍的拥挤为代价.有些始发线路公交车辆荷载只有35座，但每趟车离站时乘客均超过90人.

（4）公交车辆发车频率高，但进站缓慢，形成一种到站时间“大间隔”现象.许多公交车辆离车站只有一步之遥，但等候进站可能需要好几分钟.尤其是大北窑东和郎家园站，许多始发线路的公交车辆需要绕过国贸桥，方能进站.

（5）红绿灯设置不合理对公交进站有重要影响.对国贸桥红绿灯周期展开调查，结论居然是：没有规律.

（6）公交运行硬件环境提高的空间很小，但交通流组织优化的空间很大.机动车流、非机动车流、行人流相互交织，造成了国贸桥下经常拥堵的局面.

4 研究结论

我国城市道路交通拥堵问题亟待解决，但事后治理不是根本.建立公交主导型的交通网络，是缓解拥堵的重要手段，但现阶段公共交通服务水平普遍比较低下.对公交主导型的交通系统展开实证研究，具有重要的现实意义.

北京市国贸桥交通枢纽汇集了公交、地铁、私家车等多种交通方式，出行需求大，是典型拥堵区域.本文对国贸桥区周边出行需求及多种出行方式展开交通调查，并着重对公交出行客运量、公交车辆到站时间间隔、乘客候车人数及候车时间等运行指标进行深入分析，找出国贸桥交通枢纽运行过程中存在的问题并提出若干建议.本研究可以对公交主导型大城市交通系统的建设和管理提供借鉴.

在未来的研究中，将结合乘客对拥挤的容忍程度，针对典型公交线路发车频率、候车时间与排队长度，利用排队论原理，进行理论探讨和分析.

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Investigating a Transit-oriented Transport Hub in Beijing

SHANG Hua-yan1,HUANG Hai-jun2,XIAO Ling-ling2
(1.Information School,Capital University of Economics and Business,Beijing 100070,China; 2.School of Economics and Management,Beihang University,Beijing 100191,China)

A fleet of buses which is serving passengers around the Beijing’s World Trade Bridge is facing such a problem that the evening peak demands cannot be well digested.This paper presents a case study associated with this transit-oriented transport hub,through collecting demand and supply data of parking lots,subway station,bus stops and main buildings located in the area of 1.1 kilometer squares.Operations of 116 bus lines passing 10 stations,like the passenger arrival rates,bus arrival intervals,passengers for waiting and the waiting times,are particularly analyzed.Suggestions for well developing the transit-oriented transport hubs in big cities are provided.

urban traffic;transit-oriented transport;case study;passengers for waiting;waiting time

1009-6744（2014）03-0201-06

U12

B

2014-01-23录用日期：2014-02-18

国家重点基础研究计划973项目（2012CB725401）；北京市教委科研计划项目（SM201210038008）；国家自然科学基金项目（71101098，71371128）.

尚华艳（1978-），女，湖北当阳人，副教授.*通讯作者：haijunhuang@buaa.edu.cn