北京市轨道交通客流特征分析

高丽燃， 吴海燕， 郭彧鑫， 张劭阳， 王 丹

(1.北京建筑大学 土木与交通工程学院， 北京 100044； 2.北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心， 北京 102208)



北京市轨道交通客流特征分析

高丽燃1， 吴海燕1， 郭彧鑫1， 张劭阳2， 王 丹2

(1.北京建筑大学 土木与交通工程学院， 北京 100044； 2.北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心， 北京 102208)

为了缓解城市交通拥堵问题，针对北京市轨道交通客流量不断增加、客流规律随时发生改变的现状. 根据北京市轨道交通站点的基本客流情况，通过数据挖掘，分析出轨道交通站点在不同区位、不同用地性质情况下的进出站客流规律，换乘情况及断面客流规律，并进行归纳总结，为轨道交通建设、运营管理提供重要的参考依据.

北京市轨道交通； 客流规律； 换乘； 断面客流

1 北京地铁线网概况

面对快速城镇化与机动化带来的挑战，近年来中国城市轨道交通建设进入快速发展期[1]. 2000年以来，北京市进入轨道交通快速发展期. 截至2014年2月，北京地铁共运营17条线路(包括16条地铁线路和1条机场轨道)，组成覆盖北京市11个市辖区，拥有277座运营车站[2]. 同时，线网客运量也有了迅速的增长，日客运量从2000年的119万人次到2011年的700万人次以上，再到2014年的1 000万人次以上. 预计到2015年，北京市轨道交通总里程将达到660 km以上，四环路内线网覆盖率将达到90%. 2020年，将有30条线路，总里程约1 050 km，车站450个.

2 进出站客流规律

本次研究站点进出站客流的重点在换乘站，所有数据来源于地铁技术中心，即31个站点的AFC(Auto Fare Collection)闸机客流数据，统计时间为2014年3月18日. 考虑区位和站点周边用地特征，重点对2条环线(2号线、10号线)、3条放射线(1号线、5号线、6号线)进行数据分析，选点时结合了地铁技术中心掌握的换乘站点特征和具体情况，确定23个主要站点(复兴门、东单、南锣鼓巷、北京站、东四十条、呼家楼、国贸、惠新西街南口、宋家庄、六里桥、芍药居、知春路、郭公庄、四惠、四惠东、望京西、天通苑北、次渠、草房、回龙观、西二旗、苹果园、土桥)及8个辅助分析站点(车公庄、崇文门、和平西桥、大屯路东、建国门、大望路、金台路和青年路)作为研究对象.

2.1 不同区位站点客流规律

将不同区位的站点客流规律进行对比，找出客流峰值重合点，研究不同区位客流之间的关系. 选取东单站(二环内)、复兴门站(二环—三环)、惠新西街南口站(三环—四环)、回龙观站(四环—五环)、西二旗站(五环外)的全天24 h的客流趋势进行对比分析，如图1所示.

图1 不同区位站点进站客流规律

1) 从总体客流量上，外围区的客流更多的集中在高峰时间段内，具有明显的峰值点，且客流总量大于中心城区. 以西二旗和东单站对比，可以看出，早高峰出站方向，西二旗为10 886人次，东单为5 258人次，由此可看到，外围区域的出行强度更高.

2) 从高峰小时来看，四环外早高峰较四环内提前半小时，晚高峰延迟半小时.

2.2 不同线路按区位客流规律

2.2.1 地铁1号线不同区位客流规律

1号线的客流量普遍较大，且受区位的影响客流大小、形态、高峰小时有不同的变化，为了便于分析，选取1号线东线为主要研究区域，包括东单、国贸、大望路、四惠(四惠东)及土桥站.

分析发现，早高峰外围区站点以进站为主，中心区站点以出站为主；晚高峰除土桥站外均以进站为主，土桥站以出站为主. 总体客流量二环至四环间站点客流量较大，四环至五环客流其次，二环内客流量出中等水平，五环外客流量较小，主要与1号线跨越区位与沿线用地形式有关.

1号线在不同区位下具有以下特征：

1)早高峰四环以内高峰时间为8:00—9:00，四环至五环高峰时间为7:30—8:30，五环外为7:00—8:00，主要原因是受到出行距离的影响，外围区站点的出行者普遍选择提前出行时间，以完成准时到达的目的.

2)四环以内在高峰前的1 h产生客流激增的现象，并随着高峰小时结束而迅速下降到某一恒定的客流量范围直至晚高峰开始. 四环以外，客流变化相对平缓，主要原因是出行者通过提前或错后出行以避免到达中心区客流的拥堵.

3)晚高峰中，高峰客流峰值明显小于早高峰，高峰时间延长，客流变化相对平缓，主要是通勤客流可以在下班后选择乘坐轨道交通的时间更为自由.

图2 地铁1号线进站客流出行规律

2.2.2 地铁5号线不同区位客流规律

5号线客流量总体处于中等客流量状态，主要承担南北客流通行的作用，受城市发展的影响，主要以北线客流压力为主，因此选取东单、和平西桥、惠新西街南口、大屯路东和天通苑北5站为研究站点.

图3 地铁5号线进站客流出行规律

5号线在不同区位具有以下特征：

1)客流总体状态呈双峰型，具有明显的潮汐现象，高峰期间，天通苑北、东单站进出客流量较大，其他3站相对略低. 早高峰五环外比五环内提前1 h，晚高峰五环外比五环内错后半小时，五环内高峰小时相差不多.

2)早高峰中，天通苑北站以进站客流为主(如图3)，其他站点以出站客流为主要客流方向，主要原因是5号线外围区站点周边以住宅用地为主，是早高峰的发生点和晚高峰的吸引点，而五环内的站点则有大量的办公商业区，因此产生明显的向心和离心效应.

3)天通苑北、天通苑、天通苑南3站早高峰进站量较大，且3站相邻，造成相应站点以及5号线的轨道压力. 另外，随着区位的向外推移，早高峰时间出现延长的现象，同时客流量峰值不断增加，客流出现时间提前.

4)晚高峰中，高峰客流明显小于早高峰，五环内高峰集中在18:00—19:00，五环外为18:30—19:30，客流进出站情况与早高峰对称.

2.2.3 地铁6号线不同区位客流规律

6号线为新开通线路，整体客流量较小，终点站客流量比中间站略大，但相较于其他线路仍处于低客流状态. 选取东线为主要研究对象，即南锣鼓巷、呼家楼、金台路、青年路和草房站.

6号线在不同区位具有以下特征：

1)三环内早高峰以出站为主要客流方向，三环至四环进出站客流量基本持平，四环外以进站为主要客流方向，区位客流的方向性体现出早高峰客流出行的向心性.

2)从图4可以看到，6号线早高峰四环外为7:30—8:30，四环内为8:00—9:00，高峰时间随区位有一定变化. 靠近中心区进站客流比较分散，出站客流时间比较集中；外围区进站客流比较集中，出站比较分散.

图4 地铁6号线进站客流出行规律

通过对不同线路的各个区位站点的分析可看到有以下特征：

1)区位的变化影响出行时间的变化，早晚高峰随着区位产生了提前或延迟的现象.

2)放射线客流总量差异较大. 从不同区位分析中可看到1号线的总体客流量较大，承担主要轨道交通走廊的作用；5号线次之，主要是由于5号线外围区有大量的住宅区，全天的客流量出现向高峰小时集中的现象；6号线相对客流略低，主要是由于6号线客流还处在培育期，未来随着周边用地强度的增加和附属设施的完善，将会吸引到更多的客流.

图5 不同用地车站周二全日进出站客流对比

3)不同区位和不同用地结构的放射线，在轨道线网中起到不同的作用，因此在客流分析或预测中要注意综合考虑各种因素.

2.3 不同用地性质乘客出行特征规律

首先对站点周边用地主要类型结构进行划分，具体见表1.

将不同用地类型车站的客流规律进行对比，找出客流峰值重合点，研究不同用地客流之间的关系. 将西二旗站、天通苑北站、呼家楼站、四惠站全天24 h的客流趋势进行对比分析，如图5所示.

表1 站点与主要用地类型

从图5和表2中可看到以下规律：

1)土地利用强度决定了客流规模，一般来说，开发强度大的站点客流量较大.

2)居住类用地、商业办公类用地客流量较大，出行向高峰小时集中.

3)居住类站点早高峰以进站客流为主，且客流较为集中，全日不均衡性明显；商业类、公共设施类站点早高峰以出站客流为主，与居住类站点进出站客流呈相反趋势.

表2 不同用地车站工作日早晚高峰客流特征

4)其他类站点用地结构更为复杂，早高峰进出站乘客数基本持平，晚高峰以进站为主要方向，早高峰为8:00—9:00，晚高峰为18:00—19:00. 客流总体呈现双峰型.

3 换乘量规律

北京市轨道交通线路以环线加放射线结合的形式为主，本次分析中23个站点涉及线路包括地铁1号线、2号线、5号线、6号线、9号线、10号线、13号线、15号线、亦庄线、房山线、昌平线和八通线. 换乘量分析中将重点分析放射线的1号线和5号线，及环线的2号线、13号线和10号线.

3.1 放射线客流换乘规律

在“环放结构”的线网中，放射线主要起到交通走廊的作用. 由于目前国内大部分城市均呈现强中心格局和职住不平衡的空间布局，轨道交通放射性线路客流表现出明显的向心性和潮汐性，线路上下行方向的断面客流量不均衡性明显[3].

3.1.1 地铁1号线客流换乘规律

地铁1号线是西起苹果园，东至四惠东站，承担北京市东西方向的主要客流，通过对1号线沿线5站的分析，复兴门站、东单站双方向换乘客流量较大，四惠、四惠东站客流换乘具有单方向性，国贸站换乘客流相对较少.

图6 地铁1号线早高峰换乘客流规律

1号线换乘站换乘量及换乘方向特征：

1)早高峰中，各换乘站的换乘量均较大，以流入量为主.

2)复兴门站是1号线与2号线的换乘站，早高峰为8:00—9:00，总流入量12 131人次，总流出量11 584人次. 流入1号线的乘客通过换乘主要去往苹果园方向.

3)东单站主要客流方向是5号线换乘到1号线方向，流入1号线的客流上、下行客流比例相当，说明国贸方向和复兴门方向对南北向客流均具有吸引.

4)国贸站是10号线与1号线换乘站，客流主要方向为10号线换乘到1号线去往复兴门方向.

5)晚高峰中心区站为17:30—18:30，外围区站为18:00—19:00，客流以流出为主，复兴门站的客流形态与早高峰一致，其他4站与早高峰呈对称形式，体现了离心客流特性.

6)通过对1号线与环线2号线、10号线换乘分析，高峰小时换乘系数较大的是复兴门站1号线换乘2号线方向，高峰小时系数达到16.57%，后期运营阶段应注意客流引导.

表3 地铁1号线与其他线路换乘小时交通量占全天比例

3.1.2 地铁5号线客流换乘规律

地铁5号线南起宋家庄站，北至天通苑北站，是南北向客流的重要分担线路，且所处外围区站点存在大量高密度住宅小区，中心区站点为CBD地区，因此客流具有明显的潮汐现象.

通过对5号线换乘站换乘量及换乘方向分析，总结规律如下：

1)5号线高峰小时内，换乘具有明显的方向性，早高峰5号线换乘10号线占全日交通量的20.38%，客流较为集中.

2)宋家庄站客流相对较小，5号线与10号线换乘客流量为59 221人次，换乘较为集中的是10号线换乘5号线方向，换乘高峰小时为7:30—8:30，主要原因是10号线泥洼到宋家庄段沿线用地结构多为居住型用地，早高峰需要通过各放射线进入中心城区.

表4 地铁5号线与其他线路换乘小时交通量占全天比例

3.2 环线换乘规律

由于环线连接各放射线，乘客在各交通走廊之间换乘时可通过环线进行，而不必集中到中心区放射线相交的换乘站，所以轨道交通环线可分散中心区换乘站的负荷[4]. 环线越靠近市中心区域，通过的大型客流集散点越多，沿线区域内人口的岗位越密集，所吸引的客流量越大. 环线通达性越好，通过城市重要活动区域，则环线本身的客流集散能力越强，在局部区域环线就可以承担更多出行[5].

3.2.1 地铁10号线客流换乘规律

呼家楼站、国贸站、惠新西街南口站、知春路站、芍药居站、宋家庄站及六里桥站分别是10号线与6号线、1号线、5号线、13号线、13号线、亦庄线(和5号线)及9号线的换乘车站.

图7 地铁10号线早高峰换乘客流规律

从换乘站整体客流情况来看，呼家楼、国贸及惠新西街南口3站早、晚高峰期间的换乘量均较大，知春路、芍药居两站属于中等换乘量，宋家庄站，六里桥站换乘量相对较小. 由于7站所处区位大多位于三环至四环，因此早高峰时间为7:30—8:30，晚高峰时间出现延长的现象，为17:30—19:00.

从换乘站各站点不同方向客流情况来看，10号线具有以下规律：

1)早高峰以流入为主，流入最大点位于5号线在惠新西街南口站换乘10号线上行方向处，高峰小时换乘量为11 782人次；流出量最大点位于国贸站10号线上行方向换乘1号线处，换乘量7 967人次.

2)晚高峰以流出客流为主，各站流出上下行方向比例相当.

3.2.2 地铁2号线客流换乘规律

车公庄站、复兴门站、崇文门站和建国门站分别是2号线与6号线、1号线、5号及1号线的换乘站. 其中，复兴门站和建国门站换乘客流量较大，崇文门站处于中等换乘量，车公庄站换乘量较小. 2号线车站位于二环上或二环内，所以换乘高峰小时具有相似性，早高峰为7:30—8:30，晚高峰为17:30—18:30.

与10号线相比较，2号线位于城市中心区，运距小，双向客流波动小，上下行不均匀系数小，客流差距最大的是复兴门站和建国门站，主要原因是受1号线潮汐客流的影响.

图8 地铁2号线早高峰换乘客流规律

图9 地铁1号线上行高断面高峰小时系数

早高峰流入流出量基本持平，换乘量最大点位于复兴门站和建国门站，其中复兴门站以2号线上行流出和流入2号线下行为主，即主要流出客流来源于西直门方向，流入客流主要去往复兴门方向，换乘总量达到23 670人次. 换乘客流压力最大的车站是建国门站，换乘总量为27 483人次，其换乘以流入2号线上行和下行流出量为主，即换乘后乘客去往东四十条方向，换乘前大量乘客来自东四十条方向.

晚高峰车公庄站和崇文门站与早高峰客流形态相似，复兴门站和建国门站与早高峰对称.

4 断面高峰小时系数

本研究调查了地铁1号线、5号线及10号线各线路高峰小时最大客流断面，具体数值分析如下.

1号线轨道交通高峰小时最大客流断面高峰系数上行普遍大于下行，说明1号线上行方向，即苹果园到四惠东出行较为集中. 苹果园到军事博物馆段，高峰小时系数在20%以上，具体体现为通勤客流集中；西单到大望路段高峰小时系数在12%～14%，相对较小，这与1号线线路特殊性有关，其线路联通了购物中心西单站、王府井站，天安门西站、天安门东站及CBD地区国贸站，使得非高峰时期的客流增加；大望路到四惠东段高峰系数增加的原因，一方面是站点本身周边有大量住宅小区，另一方面与八通线换乘带来的高峰换乘客流有关.

1号线下行方向即四惠东到苹果园方向，除四惠东到大望路段，高峰小时系数在11%～18%，说明出行较为分散，与国外其他城市相比较小，仍应处于客流增长阶段.

5号线上行方向，即宋家庄到天通苑北方向，南北段高峰小时断面高峰系数较大，为18%～22%，可视为主要为沿线客流出行的通勤线路.

下行方向，即天通苑北到宋家庄方向，高峰小时系数与上行方向相比具有明显差异. 首先表现为北段高峰小时系数普遍增加，增加约为3%，主要原因是，天通苑北方向的客流主要是通勤客流，早高峰出行较为集中，且客流量较大；上行为晚高峰离心客流，客流相对分散，因此下行高峰小时系数高于上行.

图10 地铁5号线上行高断面高峰小时系数

10号线在环线的区域，导致高峰小时系数集中在环线与放射线换乘站附近，换乘站附近高峰小时系数基本在20%左右，非换乘站高峰小时系数在15%左右，起到线路分流作用，使得高峰小时系数减弱.

5 结论

1)北京市轨道交通近阶段系高峰小时系数数值基本在15%～25%，相对国外其他城市较小，仍处于客流增长状态.

2)全网35个换乘站的每日换乘量达407万人次，换乘量的分布极不均衡，在全网各换乘车站中，换乘量超过15万人次的车站包括复兴门站、东单站、建国门站、国贸站、西直门站、宣武门站、海淀黄庄站、惠新西街南口站和宋家庄站. 全日换乘量最大的西直门站换乘量达334 844人次，而多数换乘站高峰小时换乘量均在5万～10万人次；换乘设施能力不足，换乘距离过远严重影响地铁服务水平.

3)未来北京市中心城区的客流将呈现“客流追随型”的发展态势，即近期客流增长较快、中远期增长较慢、远期客流趋于平稳或稍微下降的趋势[6]. 外围区将呈现“客流引导型”趋势，即开通运营之后相当长的时间内呈现上升趋势，直至沿线土地开发相对成熟后趋于稳定.

[1] 刘剑锋, 陈必壮, 马小毅, 等. 城市轨道交通网络化客流特征及成长规律——基于京沪穗深城市轨道交通网络客流数据分析[J]. 城市交通, 2013(6): 6-17.

[2] 维基百科. 北京地铁[EB/OL ]. [2014-11-3]. http:∥zh. wikipedia. org/zh-tw/北京地铁.

[3] 刘剑锋, 罗铭, 马毅林, 等. 北京轨道交通网络化客流特征分析与启示[J]. 都市快轨交通, 2012(5): 27-32.

[4] 雷磊, 罗霞, 陈芋宏. 城市轨道交通环线的功能定位研究[J]. 铁道运输与经济, 2009(8): 62-64.

[5] 梁创佳. 广州市轨道交通环线设置及必要性分析[J]. 甘肃科技, 2011(12): 125-128.

[6] 叶霞飞, 明瑞利, 李忍相. 东京、首尔轨道交通客流成长规律与特征分析[J]. 城市交通, 2008(6): 16-20.

Analysis of Beijing Rail Transit Passenger Flow Characteristics

GAO Li-ran1, WU Hai-yan1, GUO Yu-xin1, ZHANG Shao-yang2, WANG Dan2

(1.Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China;2.Beijing Subway Operation Technology Centre,Beijing 102208, China)

With the development of Beijing rail transit, the passenger flow is increasing and changing. According to the basic situation of passenger flow of Beijing rail transit station, this paper analyzes passenger flow regularity, transfer and sectional passenger flow rules of rail transit stations in different locations and different land use situations. The findings of this paper provide an important reference basis for rail transit construction and operation management.

Beijing rail transit; passenger flow; transfer; sectional passenger flow

10.13986/j.cnki.jote.2015.02.010

2014- 10- 31.

北京市哲学社会科学规划项目(12CSB005)、通用航空科研基地建设——北京实验室(PXM2014_014210_000043)、北京建筑大学“城乡建设与管理” 产学研联合研究生培养基地项目资助.

高丽燃(1991—)，女，硕士研究生，研究方向为交通规划与管理. E-mail: 403822247@qq.com.

U 293.13

A

1008-2522(2015)02-47-08