城市轨道交通网络换乘便捷性研究

朱小芹

（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州215000）

1 引言

轨道交通系统的优点包括准时、快速、安全、污染少等。网络化运营是未来城市轨道交通的发展方向，同时，也必然会出现乘客的换乘。因此，本文从网络拓扑结构角度出发，分析了城市轨道交通换乘系统的换乘便捷性，把城市轨道交通网换乘便捷性指数当作城市轨道交通网的网络拓扑参数之一。数据显示，衔接线路数不同的车站比例与衔接线路数的关系服从幂律分布。换乘站少时，换乘便捷性与换乘站数量成正比，总体服从幂指数关系。城市轨道交通网络换乘便捷性在网络形态呈环线与放射型时指数最大，然后是放射型，最小的是方格型。去除多线衔接的换乘站会严重影响环线与放射型网络形态的城市轨道交通的换乘便捷性。

2 换乘便捷性

轨道交通车站中的换乘站连接了两条及两条以上的线路，乘客通过换乘站可以做到不同线路间的换乘，换乘站对城市轨道交通的持续稳定运营发挥着重要的作用。在运营方面，换乘站可以控制客流量，避免因人数过多为车站系统正常运作带来负面影响，如果换乘站达到一定比例，网络负荷就会实现均衡。在网络拓扑方面，换乘站数量越多，网络中任意两个点之间就可以有更多的路线选择，使交通网络更加便捷，为乘客出行提供便利条件。网络拓扑参数通常选择网络中的指标，包括直径、节点度、聚集系数、介数等。考虑到本地轨道交通系统网络的换乘特性，本文从轨道交通网络拓扑结构出发，采用换乘便捷性指数作为一种新的城市轨道交通网络拓扑参数，探讨不同网络形态的城市轨道交通网络换乘便捷性的差异[1]。

3 城市轨道交通网的网络特性

在本文研究选择的城市轨道交通网中，车站数量全部超过一百或总线路超过一百千米，因此，具有较高的代表性。本文探讨的轨道交通系统主要是地铁系统。本文将城市轨道交通网抽象化，形成由点和边构成的网络。将换乘车站作为网络中的节点，连接两个换乘站的轨道线路是网络的边，从而轨道交通网就形成了一个网络拓扑图。因为不同城市的自然环境、地理位置、人口数量等都有很大不同，同时，城市轨道交通网都经历了一个漫长的发展过程，网络形态也不尽相同[2]。本文所采用的样本轨道交通网网络形态有放射型、方格型以及环线与放射型结合这三种。对于不同城市，其轨道交通网的换乘便捷性指数也有很大不同，个别地区的差异十分明显。此外，即使不同城市的网络形态相同，因为换乘站数量的不同，换乘便捷性指数也会有所区别。所以我们得出以下结论：城市轨道交通中换乘站数量的多少与网络形态和换乘便捷性指数息息相关。不同城市轨道交通网的网络形态不同，换乘站和普通车站在连接线路的数量上相差较大，因此，在复杂的系统中换乘站的数量和分步整体呈现不均匀的特性。

4 影响换乘便捷性的因素分析

4.1 换乘车站的影响

换乘站数量的多少会对换乘便捷性指数造成直接影响，换乘站数量越多，换乘节点相应增多，乘客出行时线路的选择更多，换乘更便捷。此外，换乘站数量越多的话，换乘便捷性指数也会相应提高，该指数随换乘站数量的增加呈幂指数增长。同时，连接换乘站之间的轨道线路越多，其在网络中的节点越大，节点之间的连通性会得到有效提升，换乘也更加方便快捷。

4.2 网络形态的影响

网络形态对换乘站的数量和换乘站的连接线路有一定的影响，需要考虑不同的网络形态再确定不同比例的换乘站数量和换乘站连接线路数量。如果城市轨道交通网络是放射型网络形态，换乘便捷性指数通常处于较低水平，换乘节点的移除对换乘便捷性的影响不明显。通常来说，由于网络形态各异，轨道交通网的换乘便捷性指数存在很大差异。在部分网络形态中，换乘站数量比较多，根据计划除去连接线路多的换乘站对提升换乘便捷性有所帮助。但是对于部分网络形态来说，如果除去节点反而不利于便捷换乘，只除去百分之十的换乘站，便携性就降低了百分之九十之多。对于方格型网络形态来说，其换乘站数量少，换乘站数量的多少对换乘便捷性的影响较小，即使移除换乘站便捷性也不会突然降低。

5 结语

换乘便捷性体现了城市轨道交通运营的质量和水准。本文研究了换乘站数量的多少与网络形态和换乘便捷性之间的关系，并得出以下结论：

①城市轨道交通网中换乘站之间的轨道线路越多，在所有车站数量中的占比越小，关系呈幂律分布。②当换乘站数低于四十时，每增加一个换乘站，换乘便捷性就会提高一点，其关系同样符合幂指数规律。③环线与放射型网络形态下换乘最便捷，其次是放射型网络形态，最后是方格型。因此，换乘站数量的多少，对环线与放射型网络形态的换乘便捷性影响最大。④换乘站数量越多，换乘就越便捷，如果之间连接的线路超过三条时，会比只有两条线路连接的换乘站更加便捷，尤其是环线，其便捷性更强。因此，在城市轨道交通实际规划时，为了提高乘客换乘的便捷性，建议在设计中增加换乘站与环线的数量。