武汉轨道交通线路环网变化前后线网客流压力分析

贺文严　郭文雅　黄小萍

【摘 要】 武汉轨道交通3号线一期开通将线网由原来的“工”字型网络，转变为更为优化的闭合圈网络，线网结构变化对运营组织带来较大影响。环形网络的形成便捷了市民的出行，但同时也给轨道交通运营管理带来了新的问题。本文通过测算线网变化前后的客流情况，包括全日客流情况、高峰断面客流情况、换乘客流等。通过高峰小时运能分析，定量分析关键区间的客流压力，并与行车组织相匹配。

【关键词】 轨道交通 线网 客流

武汉轨道交通3号线一期开通将线网由原来的“工”字型网络，转变为更为优化的闭合圈网络，真正起到连接武汉三镇的作用。在环网情况下，如何更有效地匹配运能与网络客流量，如何根据网络客流变化调整运能，优化行车组织，从而在满足乘客需求的情况下，节约成本，减少基础费用支出，实现最佳平衡，是运营企业必须面临的问题。

1 新线客流预测和路径分配

为了解决上述问题，武汉地铁采用随机抽样的方式在新线沿线各站开展客流调查工作，通过采取由点到面和划分区域两种不同的预测方法，对轨道交通3号线一期开通首年的整体客流情况和主要客流特征进行了预测。

轨道交通线网形成后，乘客从某起点至某终点有多条路径可选择，在选择出行路径上主要基于“路径最短”、“时间最短”、“换乘次数最少”等原则。“环网”形成后，线网客流将会随之调整。利用网络最大流问题的研究方法，采用寻求最大流的标号法，在整个过程中，通过标号过程和调整过程研究新线客流和对既有线客流的影响。基于多路径选择概率的方法考虑乘客出行路径的多样性，确定K条乘客可能选择的理性路径，根据一定的算法划分每条路径的客流分配比例，进而结合各线路承担的运量计算出各线路站间客流情况。

2 全日客流情况

2.1 轨道交通3号线开通前

武汉轨道交通线网2015年日均客运量为156万乘次/日。轨道交通3号线开通前轨道交通的客运量压力主要集中在轨道交通2号线，其中，全日最大客流断面在积玉桥站与江汉路过江段，单向数值超过16万人次/日。

2.2 轨道交通3号线开通后

轨道交通3号线开通后，武汉轨道交通线网2016年日均客运量为186万人次/日。全日客运量各断面分配情况参见图1。

3 高峰断面客流情况

3.1 轨道交通3号线开通前

轨道交通1、2、4号线最大高峰小时均出现在早高峰，其中1号线早高峰时段为7：30～8：30，2、4号线早高峰时段均为7：45～8：45。根据高峰小时客流量及行车间隔，测算出高峰时期各断面的满载率。

虽然轨道交通1号线上行方向头道街至循礼门4个断面、2号线上行积玉桥站与循礼门站间满载率趋近于饱和，但并未达到100%，4号线满载率最大值为92.76%。

3.2 轨道交通3号线开通后

轨道交通3号线开通后，既有线路最大高峰小时出现时段与2、4号线相似，3号线高峰小时预计发生在7：45～8：45。随着轨道交通3号线的开通，新增王家湾站、宗关站及范湖站3个换乘站，高峰断面情况将会有所改变。对于既有线路，此处研究的满载率沿用原有运能，3号线行车间隔按照5.9min计算。

经过研究，对于轨道交通1、2、4号线高峰小时断面主要变动区间如下：1号线上行宗关站东侧、下行方向宗关站西侧断面满载率受3号线换乘客流影响有所增加；2号线上行范湖站与循礼门站间断面满载率受3号线换乘客流影响略有增加，2号线下行范湖站北侧站间断面满载率受3号线换乘客流影响略有增加，范湖站与循礼门站间断面满载率受3号线换乘客流影响有所下降；4号线上行王家湾站东侧站间断面满载率受3号线换乘客流影响有所增加，4号线下行王家湾站西侧站间断面满载率受3号线换乘客流影响略有增加。如图2所示。

4 换乘客流

轨道交通3号线开通后，由于换乘站的增加，新的乘车路径出现，使得各线路的客流情况有所变化。部分原有1号线东吴大道方向与4号线黄金口方向、2号线光谷方向往返的乘客，将改变通过2号线换乘的出行路径，而是选用3号线换乘，缩短乘车时间。

同时，新的线路的开通，使得线路间的换乘客流数值、方向均有所变化，具体参见表1、表2。

通过利用排队论模型对换乘站的自动售检票设备进行研究，对通道通行能力进行测算，“环网”形成后，以上换乘站可以满足换乘需要。

5 高峰小时运能分析

线路运能的限制主要体现在高峰小时高断面，通过对高峰断面满载率的分析，得出整个线网的拥挤度情况。轨道交通3号线开通后虽然各线路的换乘站及其周边车站断面均受到了一定影响，但拥挤度水平并未出现大幅变化，线网的既有线路在目前的运能条件下仍可以满足乘客出行需要。

6 结语

（1）通过对全日客运量与运能、高峰小时客流与运能、及换乘站的客流变化等问题的研究，可以得出既有线路目前的运输能力及轨道交通3号线采用的行车计划可以满足“环网”形成后乘客的出行需要。换乘站的换乘能力可以满足“环网”形成后的乘客出行需要。

（2） 轨道交通3号线开通后，与1、2、4号线的换乘站宗关站、范湖站、王家湾站增加了换乘客流，可适当将1号线宗关站、2号线范湖站及4号线王家湾站的停站时间延长，以满足客流变化的特点。

（3）在后续的运营过程中，仍应密切关注客流情况，研究客流的变化趋势，便于更好地开展运输工作。轨道交通3号线客流培育过程中，对于1号线宗关-循礼门区段和4号线王家湾至楚河汉街区段的影响会越来越大，可在适当时机考虑采用大小交路相结合的方式，有针对性地增加运能。