城市轨道交通客流分析方法综述

王 玮周肖飞

（1西安交通工程学院交通运输系，陕西 西安 710064 2西安得一工程技术有限公司CAE工程部，陕西 西安 710064）

城市轨道交通客流分析方法综述

王 玮1周肖飞2

（1西安交通工程学院交通运输系，陕西 西安 710064 2西安得一工程技术有限公司CAE工程部，陕西 西安 710064）

1. 概述

城市轨道交通客流的预测方法主要是建立在对轨道交通客流进行预测的基础上的。近年来，越来越多的城市将轨道交通作为解决城市交通问题的重要途径之一，而客流预测是城市轨道交通系统规划和建设的重要依据，城市轨道交通建设的发展也促进了轨道交通客流预测方法的改进和水平的提升。目前，在建设过程中逐渐发展并应用较多的城市轨道交通客流预测方法主要有以下三类：

（1）基于客流转移的方法；

（2）基于土地利用的方法；

（3）基于传统“四阶段”的方法。

2. 基于客流转移方法

该方法的主要思路是基于现状地面交通状况资料，将线路相关的公交线路的现状客流和自行车流量，向轨道线路转移，得到虚拟的基年轨道客流。然后通过相关公交线路的历史资料分析，进而确定客流增长规律，模拟客流增长曲线，预测规划年度轨道全线客流；或者利用地面公交及相关交通预测的资料，直接转换规划年度的轨道交通客流。进而，利用提出轨道线路各站点的车站客流。这一类方法主要是趋势外推法，在确定客流增长率时多采用指数平滑法、比例增长法、多元回归等方法。

此类方法受其预测原理的限制，仅应用于轨道交通客流预测的早期。其以现状的相关公交和自行车的流量为基础，难以全面反映城市规划及用地、交通供给条件以及城市居民出行特征等众多客流预测的影响因素。但由于该方法具有简便易操作的优点，常用来与其他方法预测结果的对比分析，或作为前期定性分析的辅助方法。

3. 基于土地利用法

土地利用法的原理是通过对一条城市轨道交通线路和线路上车站周边一定范围区域内城市土地利用情况的分析，采用一定的技术方法对线路或车站的客流状况进行预测分析。在站点客流的处理上应用较多的有吸引范围法和吸引系数法，前者通过轨道交通线路及站点的吸引范围的划分，多数城市将分层计算客流的吸引情况[2]；后者通过小区土地利用的情况，采用数学方法计算轨道方式和站点对各交通小区的吸引情况，然后在预测轨道交通站点的相关客流量，统计全线的客流量。基于土地利用法的预测研究过程一般主要分为进站量计算、线路流量预测、换乘量和路网研究四个阶段[3]。

土地利用法是建立在对原有轨道线路客流变化规律基础之上的，并且依赖于现状客流资料，充分注意到了车站及其吸引范围内土地利用的性质和程度对吸引客流的影响。通过对每个车站客流变化的量化分析，预测拟建线路全线的客流变化规律。该方法能够适用于基础交通资料完善，拥有轨道交通历史较长的城市， 但对于我国大部分城市来说，城市轨道交通的建设刚起步，缺乏轨道交通运营的历史客流资料，因此应用该方法对新建城市轨道进行客流尚存在一定难度。同时该方法仅仅考虑到线路两侧一定研究范围内的居民出行情况，缺乏对整个城市系统交通特征和其他交通方式的影响分析，同时随着城市轨道交通网络的形成，客流的分布情况也会发生较大的变化。

4. 基于 “四阶段”法

四阶段预测模型由最初的道路交通客流预测而来，按照交通生成预测-交通分布预测-交通方式划分预测-交通分配四阶段来进行规划年交通状况的分析与模拟。随着对该模型不断深入的研究和应用，出现了诸多对其改进和适应某一特殊情况的模型，但是该模型进行预测的基本原理与立足于城市居民出行特征的事实仍然未变，其模型分析与求解的逻辑思路未变。

4.1 生成预测

根据研究对象区域的特性来预测未来某个时期（规划期）城市的交通生成量。由于影响交通生成的因素非常复杂，主要有用地性质、就业岗位、汽车保有率、家庭规模与人员构成等，既有定量因素，也有非定量因素，因此 通常需要将交通生成分为若干个不同的类型，再分类进行预测。主要包括居民出行产生预测、居民出行吸引预测、流动人口出行生成预测等。交通生成预测的常用模型包括生成率模型、类别生成率模型、时间序列模型以及回归分析模型等。

4.2 分布预测

分布预测是把交通的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量转换成交通小区之间的空间OD量，即OD矩阵。现行交通分布预测的方法一般分为两类， 一类是增长系数法，一类是综合法。前者假定规划年OD交通量的分布形式和现状OD分布形式相同，基于此对区域目标年的OD交通量进行预测，常用方法有常增长系数法、平均增长系数法、底特律法、福莱特法等；后者运用数学模型来剖析OD交通量的分布规律，然后用实测数据进行参数标定，再运用标定的模型预测目标年分布交通量，常用方法主要有重力模型法、介入机会模型法、最大熵模型法等。

4.3 交通方式预测

方式预测就是对出行者出行选择交通工具的比例进行划分，预测各种交通方式的交通分担量。以居民出行调查的数据为基础，研究人们出行时的交通方式选择行为，建立模型从而预测基础设施或服务等条件的变化时，交通方式之间的交通需求的变化。其建模思路一般有两种：一是在假设未来将继续延续历史变化情况的前提下，研究交通方式间的变化；二是从城市规划的角度，如何通过改扩建各种交通设施引导人们的出行，以及如何制定各种交通管理规则等来实现所期望的交通方式划分。影响交通方式选择的因素可分为内在因素和外在因素，内在因素包括：出行目的、出行距离、交通工具拥有量、出行时间、出行费用、居民生活水平及生活习惯等。外在因素包括：城市社会经济发展水平、交通发展政策、城市用地布局特征、城市交通设施供应水平、城市地理环境。这些因素交织在一起影响城市的交通结构，因此，使得出行方式的划分成为一个较为复杂的问题。方式预测的常用模型主要包括转移曲线模型、概率模型、回归模型等。

4.4 交通分配预测

交通分配是将预测得出的OD交通量，按照一定的规则符合实际分配到特定的交通运输网络上，进而求出网络中各路段的交通流量、所产生的OD费用矩阵，并据此对城市交通网络的使用状况做出分析和评价。交通分配模型分两大类：“非均衡分配”和“均衡分配”。“均衡分配”是基于著名的Wardrop原理。Wardrop于1952年首先提出两条交通流原理，一般称之为Wardrop第一原理、第二原理，分别服从用户最优准则、系统最优准则，形成了两类不同的模型。Wardrop原理广泛用于道路交通分配，通常亦称之为用户最优化原理或等时间原理。

轨道交通客流预测中的交通分配工作就是要将前一步交通方式划分得到的各个交通小区之间的轨道交通量分配到未来的待选轨道交通路网方案上去，以求得路网中各轨道交通线路所承担的客流量，从而得到特定轨道交通路网规划方案的各站点乘降量、断面客流量、站间OD等客运指标，为下一步轨道交通路网规划方案的比选工作提供定量依据。

[1]史其信，陆化普，殷亚峰．浅谈城市轨道交通客流预测方法 [J].地铁与轻轨，1997，（3）：23-26

[2]吴友梅．城市轨道交通与地面常规公交换乘客流预测模型研究 [J]．地铁与轻轨，2005，11：

[3]陆化普等．城市轨道交通规划的研究与实践 [M]．中国水利水电出版社，2001

[4]罗小强．城市轨道交通客流预测分析 [D]．西安：长安大学，2005

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1007-6344（2015）11-0331-01