重庆主城区轨道交通客流 时空特征分析

吴祥国，张建嵩，高志刚，余梓冬，于海勇，陈 康

（1.重庆市交通规划研究院 交通信息中心，重庆 401147；2.重庆市交通规划研究院，重庆 401147）

重庆主城区城市空间结构为“一城五片、多中心组团式”[1]，是山地城市的典型代表。国内部分学者研究分析了轨道交通客流的出行特征，但主要集中于北上广深及成都、武汉、郑州等平原城市。刘剑锋等[2]系统介绍了北上广深截止到2012年底的客流指标特征及其成长规律。张铮等[3]分析了成都市2010—2016年的客流变化特征和成长规律。王冠等[4]量化分析了武汉市截止到2016年底的轨道客流时空分布特征。尤勍等[5]基于AFC系统数据分析了郑州市截止到2018年的客流特征。有关山地城市轨道交通客流特征的研究成果相对较少，吴祥国等[6-7]研究了重庆主城区截止到2017年底的轨道客流成长规律及轨道交通客流的时间变化特性与影响因素。总体而言，缺乏对山地多中心组团城市轨道交通网络、线路、站点客流特征以及轨道交通客流时空特征的系统性研究成果。

1 重庆主城区轨道交通发展现状

重庆主城区具有典型的山地多中心组团特征，受四山、两江自然阻隔，主城区分为中部、北部、南部、西部、东部5大片区，共21个城市组团，以片区为格局有机组织城市人口和功能，各片区具有相当的人口规模，城市功能完善，既相对独立，又彼此联系，相互协调发展。中部片区为中梁山以东，铜锣山以西，长江和嘉陵江环抱的区域；北部片区为嘉陵江、长江以北区域；南部片区为铜锣山以西，长江以南和以东的区域；西部片区为缙云山和中梁山之间的区域；东部片区为铜锣山和明月山之间的区域。截止到2019年底，主城区常住人口884万，人口密度1.3万人/km2，城市人口岗位主要集中于中部槽谷的5大核心组团(渝中、观音桥、南坪、沙坪坝和大杨石)，占比约为主城区50%。

截止到2019年底，主城区共计开通运营8条轨道交通线路，已基本形成“环线+放射”形态的轨道交通网络，实现了主城各行政区均有轨道覆盖。轨道线网总长度329 km，车站190座(含换乘站20座)，日均客运量302.2万人，客流强度0.97万人/km，平均乘距12.9 km。主城区现状轨道线网客流指标如表1所示，客流时空特征包括时间分布和空间分布2个方面，针对这2个方面以下分别从线网、线路、站点3个角度展开分析。

2 客流时间分布特征分析

2.1 线网客流时间分布特征

分析居民出行调查与轨道闸机数据，发现轨道线网客流均具有明显的早晚高峰双峰型特征，且早高峰小时系数均大于晚高峰系数，主城区轨道线网客流出行时间分布如图1所示。

轨道早高峰时段出发与到达的时刻相差1 h，与轨道平均出行时耗59.8 min (其中两端接驳时耗21.8 min)基本一致。早晚高峰的进出站时段均相差30 min，与居民调查的轨道车内出行时间38 min基本相符，调查的早晚高峰小时系数均大于轨道进出站系数，这些差异与居民调查存在两端接驳时间，且调查回馈时间较为模糊且集中有关。

与北京、广州、郑州等平原城市10% ~ 13%的早高峰小时系数相比，重庆主城区出行时段集中度更高，这与山地城市经济发展水平相对较低、服务业相对落后、弹性出行相对较少有一定的关系。

2.2 线路客流时间分布特征

主城区轨道线路与线网客流出行时间分布特征基本一致，具有明显的早晚高峰双峰型特征，主城区轨道线路客流出行时间分布如图2所示。按照轨道出站时间分析线路出行时间分布特征，早高峰小时系数大的线路，其晚高峰小时系数也较大。

图1 主城区轨道线网客流出行时间分布Fig.1 Passenger-flow time distribution of the rail transit network in main urban areas

图2 主城区轨道线路客流出行时间分布Fig.2 Passenger-flow time distribution of rail transit lines in main urban areas

轨道线路高峰小时系数的大小与线路区位、沿线用地性质及用地开发成熟度存在较大的关系。其中，轨道环线地处主城核心边缘区域，轨道4号线、5号线开通段大部分位于主城外围区域，由于轨道环线、4号线、5号线、6号线(含国博线) 均串联了大量外围待开发区域，沿线用地以居住、办公为主且开发成熟度低，造成通勤出行比例高，高峰小时系数明显高于其他线路。轨道1号线、2号线和3号线开通时间较早，串联了主城区重要的居住、商务和办公区域，其外围区域的开发也日趋成熟，是主城区的重要客流走廊，出行目的较为丰富，弹性出行比例相对较高，高峰小时系数则相对较低。

2.3 站点客流时间分布特征

轨道站点的客流时间分布特征与站点的性质、区位、周边用地类型及开发强度等具有较大关系，采用部分典型站点的出行时间分布特征进行分析。

客流时间分布特征分析如下：①轨道站点性质为对外交通枢纽，其时间分布主要受机场、火车站等对外交通枢纽的运输组织(到发量与到发时刻表)影响，如重庆北站客流时间分布均为无峰型，高峰小时系数不超过10%；②轨道站点周边用地为居住型，则早高峰以进站客流为主，晚高峰以出站客流为主，如华新街站客流时间分布为高低峰型，早高峰进站高峰系数为21.2%，晚高峰出站系数为15.9%；③轨道站点周边用地为居住型且处于城市外围区域，则早高峰出行时刻相对提前且客流时间分布为单峰型，如回兴站早高峰进站提前了约1 h，早高峰进站高峰系数为20.9%，晚高峰出站高峰系数为18.0%；④轨道站点周边用地为商务办公型，则早高峰主要以出站客流为主，晚高峰以进站客流为主，如观音桥站客流时间分布也为高低峰型，早高峰出站高峰系数为14.8%，晚高峰进站高峰系数为12.8%；⑤轨道站点周边用地为混合型，居住与商务办公用地相对均衡，则具有明显的早晚高峰双峰型特征，如石桥铺站进出站客流时间分布均为双峰型，早晚高峰系数在11.8% ~ 14.5%之间。

3 客流空间分布特征分析

3.1 线网客流空间分布特征

3.1.1 主城区机动化和轨道交通出行分布

因城市发展阶段不同，不同组团的人口岗位集聚程度存在较大的差异，主城区机动化出行和轨道交通出行也存在较大的空间不均衡特征。

主城区机动化出行分布如图3所示。核心区域5大组团突破了两江阻隔连片发展，存在较大的组团内部和组团间机动化出行；中部槽谷形成了南北向的客流主走廊和次级走廊，突破两山向东西部槽谷发展形成了东西向客流主走廊；依托成熟发展区域，逐步形成了部分相邻组团走廊。主城区轨道交通基本支撑了机动化出行的客流主走廊，核心区域5大组团区域内部的轨道出行量占主城区轨道出行量的55%，与5大组团相关的出行量占比80%。

图3 主城区机动化出行分布Fig.3 Motorized trip distribution in main urban areas

与平原城市相比，重庆主城区轨道交通网络客流存在相同的强中心特征，即中心辐射外围区域。但重庆主城区的山地多中心组团特征导致轨道客流服务中心分散布局在核心区域的5大组团。这与平原城市同心圆式的单中心外围辐射存在显著的不同，表现在出行距离方面的特征为山地多中心组团城市明显较低，如重庆主城区轨道平均出行距离12.9 km，明显低于北京、上海等平原城市 15 ~ 17 km的出行距离。

3.1.2 轨道网络断面客流空间分布

主城区轨道线网全日断面流量如图4所示，断面客流存在核心区域大、外围区域小的特征。轨道1号线、2号线、3号线和6号线发展相对成熟，客流量级较大，对于缓解核心区域交通拥堵发挥了关键作用。因环线、5号线和10号线尚未全线开通，且开通时间仅1 ~ 2年，虽位于核心区域但客流量级并不高。轨道2号线、3号线、4号线、6号线、10号线外围区域的沿线用地开发缓慢，客流量级水平也较低。除外围接驳型线路外，轨道线路全日断面客流均呈现典型的纺锤形特征且双向客流均衡，两头细中间粗，特别在重要的商圈、商务办公区域、大型聚居区及换乘站点附近形成较大的断面升降，如观音桥、光电园和两路口。

图4 主城区轨道线网全日断面流量Fig.4 Full-day cross-section flow of the rail transit network in main urban areas

主城区轨道线网早高峰断面客流呈现典型的潮汐性和向心型特征，双向高峰小时断面不均衡且除外围接驳线外高峰小时高断面区间均出现在核心区域。不考虑外围接驳线路，各线路方向不均衡系 数[10]在1.02 (6号线) ~ 1.39 (2号线)之间，其中2号线高峰小时高方向高断面是低方向高断面的2.3倍，低于北京、郑州等平原城市轨道线路3 ~ 4倍的差距。各线路高峰小时高断面分布在0.18万人/h (4号线) ~ 3.58万人/h (3号线)之间，低于北京、上海等平原城市轨道线路高峰小时高断面4万人/h ~ 6万人/h的量级水平。而在轨道1号线高庙村—两路口、2号线马王场—牛角沱、3号线铜元局—嘉州段和6号线光电园—红旗河沟的高峰时段仍然存在常态化拥挤现象，平均立席密度超过5人/m2，其中3号线断面满载率最高可达139%，平均立席密度达到7人/m2，基本达到北京部分拥挤线路满载水平。

3.2 线路客流空间分布特征

（1）轨道线路断面客流形态特征。轨道线路客流的空间分布特征与线路开通年限、区位、串联区域及其沿线用地的开发强度和成熟度存在较大的关联。总体上，主城区轨道线路全日断面客流形态分为以下几种类型：①线路一端在外围发展区域一端在核心区域，断面客流呈偏核心区域的纺锤形态，如轨道1号线、2号线、5号线和10号线。②线路两端均在外围发展区域，中途穿越城市核心区域，断面客流呈纺锤形态，如轨道3号线、6号线。③轨道环线虽地处核心区域但尚未全线贯通且开通时间较短，仍然呈现纺锤形态。④轨道3号线延伸线和6号线国博线均位于城市外围区域，断面客流呈自外围向核心区域方向持续增加的态势。

（2）轨道线路方向和断面不均衡性。轨道线路早高峰上下行方向存在方向不均衡特征，全日与早高峰断面客流也存在明显的断面不均衡现象，但线路方向不均衡系数与断面不均衡系数[8]之间并无明显的关联性，主城区轨道线路方向和断面不均衡系数如图5所示。从方向不均衡性来看，国博线地处外围开发区域，早高峰主要向6号线喂给客流，方向不均衡系数高达1.58；轨道2号线进入渝中区之后沿嘉陵江边进入解放碑，存在较多单边服务区域，方向不均衡系数高达1.39；而6号线途径区域沿线职住相对均衡，方向不均衡系数仅为1.02。从断面不均衡性来看，各线路全日和早高峰变化趋势基本一致。轨道3号线、6号线、10号线途经核心区域的高断面与外围较长的待开发区域线路断面存在较大的差异，断面不均衡系数处于较高水平；1号线核心区与外围区线路长度差距不大且断面客流缓慢积累，断面不均衡系数处于相对较低的水平；国博线和北延伸线线路长度较短，断面客流缓慢积累，断面不均衡系数最低，仅在1.4左右。总之，线路的方向不均衡系数和断面不均衡系数均对线路的运营组织产生较大的影响。

图5 主城区轨道线路方向和断面不均衡系数Fig.5 Directional and cross-section non-equilibrium coefficients of rail transit lines in main urban areas

3.3 站点客流空间分布特征

轨道站点区位、性质、周边用地类型、开发强度、开发成熟度等因素决定了轨道站点客流的空间分布特征，主要体现在轨道全日与早高峰的进出站以及换乘客流方面，主城区轨道站点全日进出站客流如图6所示，主城区轨道站点进出站客流比如图7所示。

图6 主城区轨道站点全日进出站客流Fig.6 Inbound and outbound passenger flow at rail stations in main urban areas

图7 主城区轨道站点进出站客流比Fig.7 Ratio between inbound and outbound passenger flows at rail stations in main urban areas

（1）不同区域进出站客流差异悬殊，主要集中于中部核心区域。少数轨道站点占据大量客流，主城区五大组团40%的轨道站点承担了高达60%的进出站客流。轨道站点日均进/出站1.27万人，客流规模最大值与最小值相差150 ~ 160倍，早高峰在220 ~ 1 190倍。同时，早高峰站点进出站客流比(进站客流/出站客流)明显与全日不同，早高峰浮动区间为0.04 ~ 4.42，异常高值为9.15，差异较大；而全日仅为0.74 ~ 1.27，较为均衡。

（2）换乘客流规模大，主要集中于部分换乘站点。轨道换乘系数高达1.49，换乘客流主要集中于两路口、红旗河沟、牛角沱、小什字、重庆北站南广场、冉家坝和大坪站，占比高达78%。以两路口站为例，日均换乘客流18.5万人(与北京换乘第3位的东直门站客流量级一致)，早高峰2.6万人；其中，全日换乘客流为进站客流的4.5倍，早高峰时段高达7.5倍。

（3）站点接驳主要以步行为主。轨道交通作为城市的集约骨干交通系统，线路站间距较大，难以做到门到门服务，必须与其他交通方式有效衔接才能发挥作用。与平原城市不同，山地城市自行车出行比例几乎可以忽略不计，步行成为山地城市轨道交通的主要接驳方式，其中轨道进站步行接驳比例82.3%，出站步行接驳比例86.5%，远高于北京、广州等平原城市60% ~ 70%的步行接驳比例。

4 结束语

与平原城市进行对比，研究山地组团城市轨道交通系统的时空客流特征，对于指导山地组团城市轨道交通的规划、设计、运营管理以及出台相关交通政策具有重要的指导意义。结合重庆主城区的轨道客流时空出行特征，从目前核心区客流拥挤程度看，应加快在建轨道交通线路的建设进程，特别是核心区域的轨道环线全线贯通运营，从而达到疏解核心区域人口岗位，有效缓解交通拥堵的目标；从部分线路的断面不均衡系数较高看，应加快外围线路沿线用地的开发进程，尽早完善商业、教育、医疗等配套服务设施，从而提高轨道交通的客流效益；通过研究出台山地城市轨道交通TOD发展相关导则、规范和政策，引导轨道交通与城市空间耦合发展，改善轨道站点步行接驳环境，可以提高轨道交通的可达性及吸引力，真正最大化轨道交通的整体效益。