西安地铁3 号线客流趋势预测研究

白俊峰，庞 瑾

（1. 陕西城际铁路有限公司，西安 712035；2. 中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043；3. 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院)，西安 710043）

客流量是城市轨道交通规划、设计、建设、运营各阶段的基本依据，预测结果的可靠与否直接关系到城市轨道交通的建设投资、运营效率和经济效益[1]。由于客流预测周期长，假设条件多，且城市发展及居民出行特征变化较大，我国各城市普遍存在实际客流与设计客流偏差较大的问题，如表1 所示。设计客流和实际客流的偏差导致设计运营方案难以匹配实际客流需求，使运营出现运能虚糜或能力不足等问题。

下面针对西安地铁3 号线，分析其现状客流特征，并与原设计客流进行对比分析，考虑城市规划、轨道交通建设时序、居民出行结构等因素，同时结合西安地铁客流成长规律、客流月不均衡系数、西安东站定位变化综合分析，对3 号线客流趋势进行预测，提出了研究年度内的分年度预测客流推荐值，旨在为3号线增购车辆、制定运营计划提供依据，并为其他同类线路进行客流趋势预测提供借鉴。

表1 部分城市地铁线路预测客流与实际客流比较Tab. 1 Comparison of predicted passenger flow and actual value in some urban metro Lines

1 西安地铁3 号线概况

3 号线于2016 年11 月8 日开通，是西安市开通运营的第4 条地铁线路，是线网中的骨干线。线路呈西南—东北走向，西南起自鱼化寨，东北止于保税区，运营里程38.0 km，设站26 座，与已经开通运营的1、2、4 号线分别在通化门站、小寨站、大雁塔站换乘。

3 号线列车采用B 型车6 辆编组，自运营以来，运行图进行了多次调整。现状采用大小交路运行，鱼化寨—保税区为大交路，运行26 站；鱼化寨—香湖湾为小交路，运行21 站。目前早超高峰上线37列车，最小行车间隔2 min 52 s；早超高峰大交路开行5 对，小交路开行11 对，单向加开5 列。运营计划区分早超高峰、晚超高峰、高峰、平峰、低峰期不同的运行间隔，以及分工作日、非工作日、节假日的列车运行图。

2 3 号线现状客流特征

2.1 全线日均客流特征

西安地铁3 号线自开通以来，客流增长较快，日均客流由开通初期29 万～37 万人次/d 增长至68 万人次/d，如图1 所示。

2.2 全日分时客流特征

3 号线工作日、非工作日和节假日的全日分时客流特征存在明显差异，如图2 所示。工作日客流存在明显的“双峰”，早高峰出现在7:45～8:45，早高峰小时系数为12.8%；晚高峰出现在18:00～19:00，晚高峰小时系数为11.7%，早高峰客流高于晚高峰。

图1 3 号线各月日均客流Fig. 1 Average monthly passenger flow of Line 3

图2 3 号线全日分时客流特征Fig. 2 Characteristics of full-day time-sharing passenger flow of Line 3

非工作日和节假日无明显早、晚高峰，客流特征相似，全日客流分布较为均衡，最大高峰小时系数分别为8.9%、9.7%。

2.3 断面客流分布特征

2.3.1 工作日高峰小时断面客流

工作日早、晚高峰断面客流分布如图3、4 所示，最大断面出现在早高峰下行，最大断面客流为34 539人次/h。早高峰下行断面客流整体高于上行，客流以下行进城的通勤客流为主，晚高峰反之，断面客流呈现方向的不均衡性，早、晚高峰方向不均衡系数分别为1.31、1.21。早、晚高峰上下行最大客流断面均位于吉祥村—小寨断面，早高峰下行、晚高峰上行延平门—辛家庙段断面客流较大，在1 万人次/h 以上，香湖湾—保税区段断面客流为全线最低，不足2 000 人次/h。

图3 3 号线周一早高峰断面客流Fig. 3 Passenger flow on monday morning peak section of Line 3

图4 3 号线周一晚高峰断面客流Fig. 4 Passenger flow on monday evening peak section of Line 3

2.3.2 非工作日及节假日高峰小时断面客流

图5 3 号线非工作日高峰小时断面客流Fig. 5 Passenger flow on saturday peak section of Line 3

非工作日高峰小时断面客流总体较工作日的要低，如图5 所示，上、下行客流较为均衡，方向不均衡系数接近1。上、下行最大客流断面位置与工作日的不同，出现在大雁塔—小寨断面。太白南路—大雁塔段的断面客流较大，在1 万人次/h 以上，香湖湾—保税区段的断面客流为全线最低，基本在2 000 人次/h以下。

节假日高峰小时最大断面客流出现高于周末、低于工作日，如图6 所示，上、下行客流呈现不均衡性，方向不均衡系数为1.15。最大断面出现在下行方向小寨—吉祥村区间，最大断面客流为17 111 人次/h。上行方向最大断面客流为12 716 人次/h，位置在小寨—大雁塔区间。

图6 3 号线节假日高峰小时断面客流Fig. 6 Passenger flow on holiday peak section of Line 3

2.4 日均换乘客流特征

3 号线有3 座换乘站，通化门站、小寨站、大雁塔站日均换乘客流分别为11.6 万、19.1 万、10.2 万人/d。小寨站的换乘客流明显大于通化门站和大雁塔站的换乘客流，3 座换乘站在3 号线换入、换出的客流基本均衡(见图7)。

图7 3 号线换乘站日均换乘客流Fig. 7 Average daily transfer passenger flow at transfer station of Line 3

2.5 车站客流分布特征

日均集散量较大的车站依次是小寨、太白南路、延平门、科技路、大雁塔站，其中：小寨站是日均集散量最大的车站，达15.5 万人次左右；集散量最小的车站为双寨站，全日集散量仅1 180 人次，占全线的0.13% (见图8)。

图8 3 号线各站集散客流Fig. 8 Passenger flow at each station of Line 3

3 现状客流与原设计客流对比

3.1 客流指标对比

西安地铁3 号线现状日均客流为68.26 万人次，是原设计值的1.7 倍；早高峰最大断面客流为3.45 万人次/h，是原设计值的1.9 倍；日客流强度为1.80 万人次/km，是原设计值的1.7 倍；平均运距为7.40 km，是原设计值的65.9%。除平均运距外，其他客流指标均远超原设计值。

3.2 车站客流对比

车站实际客流与2018 年的预测值相比，误差绝对值大于100%的车站有6 座，占比23.1%；误差绝对值大于50%的车站有13 座，占比50%。大部分车站，如鱼化寨、延平门、太白南路、吉祥村、广泰门等车站，客流远超预测值；部分车站，如桃花潭站以北的站点，客流均小于预测值。整体而言，青龙寺以西的客流预测偏保守，桃花潭以北的客流预测偏高(见图9)。

图9 车站进出站客流预测值与实际值对比Fig. 9 Comparison of predicted and actual passenger flow of the station

3.3 客流对比结论

1) 3 号线运营以来客流增长较快，原预测对客流的增长形式把握不足，客流量级及客流强度差异较大。对部分站点，如鱼化寨、延平门、太白南路、吉祥村、广泰门等车站，客流估计严重不足。

2) 客流形态与原预测不相符，原预测高峰小时最大断面位于咸宁路—建工路(长乐公园)区间，实际出现在小寨—吉祥村区段。

3) 早高峰断面客流预测较保守，为1.77 万人次/h，现状值为3.45 万人次/h，远超初期预测值，提前5 年超过了近期预测值。现状高峰小时单向最大断面客流已超出初期设计输送能力的68.9%。

综上所述，3 号线主要客流指标均远超设计值(见表2)，开行方案已达运能极限，急需增购车辆来提升运能，提高服务水平，而原预测客流已无法指导购车计划及运营方案，迫切需要研究3 号线客流增长趋势。

3.4 误差原因分析

现状客流与原设计客流的误差主要与城市发展规划、轨道交通线网规划、轨道交通建设时序的安排、居民出行特征、沿线土地开发等因素有关[2,5]。3 号线是2005 版线网规划(修编)中的线路，设计时间较早，随着城市发展及规划变化，以上因素都发生了较大变化。导致3 号线现状客流与原设计客流偏差的主要原因如表3 所示。

表2 3 号线运营客流与原设计客流的主要指标对比Tab. 2 Comparison of main indicators of operating passenger flow and designed value of Line 3

表3 客流预测基础与实际情况对比Tab. 3 Comparison of passenger flow forecast and the actual condition

4 3 号线客流趋势预测

4.1 研究年度线网构成

按照实际开通时间，3 号线一期近期为2026 年，确定研究年度为2026 年。研究年度地铁线网组成包括：1～6 号线、8 号线、10 号线一期、14 号线、15号线一期、16 号线一期，约430 km。

4.2 客流影响因素分析

西安市近年发展较为迅速，城市空间扩张、经济结构优化、产业布局调整等方面均有大幅变化，因而影响轨道交通客流[6]。此外，西安地铁自开通运营以来，客流增长态势明显，且客流随月份变化而波动。下面以文献[7-8]中，2026 年3 号线高峰小时最大断面客流预测值2.75 万人次/h 为基础，预测3 号线研究年度内高峰小时最大断面客流。影响因素主要考虑国土空间规划、轨道交通建设时序、居民出行结构，同时结合西安地铁客流成长规律、客流月不均衡系数、西安东站定位变化来综合分析。

1) 城市人口与规模。人口和用地规模是客流预测的基础数据。根据西安国土空间规划，2020 年规划人口1 070.78 万人，用地规模865 km2。围绕国家西部大开发、“一带一路”、西咸一体化等重大政策的落实，大西安未来人才、产业吸引力将持续增强，人口及用地规模将持续增大，对城市轨道交通客流起到促进作用，3 号线客流仍有增大的趋势。

2)建设时序。随着西安市第三期建设规划的批复，研究年度内陆续新开通多条线路，对3 号线客流的影响如表4 所示。

表4 研究年度内新线开通对3 号线客流的影响Tab. 4 Impact of new line on passenger flow of Line 3 in the years in question

3) 居民出行结构。西安市规划至2030 年，主城区轨道交通出行占公共交通出行的50%。随着未来西安市建设公交都市策略的实施，轨道交通的骨干地位日趋显著，3 号线客流仍有增大趋势。

4) 客流成长规律。西安地铁经历了3 个阶段：一是单线运营期，客流增长较缓，高峰小时最大断面在主城区范围内，位置不定；二是十字骨架网络期，1 号线开通后，2 号线客流大幅增加，由于换乘效应，使得最大断面位置逐步向换乘站靠拢；三是网络化运营期，3 号线开通后，网络化运营初具规模，线网换乘系数由1.29 增长至1.34，最大断面集中在换乘站周边。结合西安地铁客流成长规律，3 号线高峰小时客流变化特征与全日客流变化特征相似，增幅取3%。

5) 客流月不均衡系数。10～12 月的客流为一年之最，月不均衡系数在1.0～1.1 之间，本次客流估算月不均衡系数取1.15。

6) 西安东站定位变更。考虑东站定位变更及5 号线对3 号线换乘客流的影响，高峰小时客流变化特征与全日客流变化特征相似，增幅取5%。

4.3 客流增长趋势预测

综合上述分析，3 号线研究年度2026 年高峰小时最大断面客流推荐值为3.76 万人次/h；其余各年度(2020—2025 年)在现状客流和2026 年客流推荐值的基础上，结合研究年度内新线开通的影响来综合分析，客流预测推荐值如表5 所示。

表5 3 号线研究年度客流增长趋势预测推荐值Tab. 5 Passenger flow trend forecasting in the years in question of Line 3

5 对客流预测和运营组织的建议

基于3 号线客流发展规律，对今后城市轨道交通规划设计及运营提出以下建议：

1) 对于3 号线，现状早高峰客流拥挤严重，部分车站客流组织压力大，开行方案已达运能极限，实际客流与预测客流差异较大，不能满足现状客运需求，不能适应客流增长，应及时增购列车来提升运能，提高服务水平。

2) 目前，我国各城市轨道交通线路实际客流与设计客流偏差较大的问题普遍存在，对于已经开通运营的线路，应适时分析客流特征，进行客流趋势预测，以便更好地提供运营服务。

3) 在客流预测阶段，应重视客流敏感性分析。轨道交通客流预测影响因素众多，如城市交通建设力度、城市交通发展政策、轨道交通沿线的土地开发强度和速度、轨道交通票制票价、常规公交和轨道交通的衔接和竞争等。在城市和轨道交通发展过程中，这些影响因素与客流预测阶段相比会出现较多变化。因此，选择适当的敏感性因素，做好敏感性分析，可在一定程度上抵抗客流预测风险。

4) 在城市轨道交通线路投入运营前，建议补充近短期客流预测，及时反映线路客流特征及波动情况，以帮助运营部门优化运营组织方案及储备运能[8-10]。