城市交通枢纽交通换乘分析与客流组织评价研究

交通换乘功能是城市交通枢纽的核心功能之一。交通换乘能力和枢纽内部客流交通组织是评价枢纽综合性能的重要指标。本文结合东直门交通枢纽工程的实践，对交通枢纽的交通换乘和客运组织评价进行了探讨。通过引入交通分配原理，将每种交通方式近似视为一个交通源，将其服务范围视为一个交通影响区域，对枢纽内交通方式之间的换乘进行分析和预测。在充分考虑行人舒适性、安全性和可靠性定性评价的基础上，将乘客步行距离作为评价枢纽客流交通组织的主要定量指标。测量行人步行距离、平均步行距离和绕行系数来评价枢纽布局的便利性，进而评价枢纽内部布局设计的合理性。

关键词:交通枢纽换乘出行分布交通组织评价

一、交通换乘分析

1.概观

城市交通枢纽是交通和人流的集散地。多种运输方式在枢纽内汇聚，人流和车流在枢纽内形成两大矛盾。一般大城市的交通枢纽至少集中了地铁、公交、行人、自行车、社会、出租车等交通方式。因此，交通枢纽可以看作是一个大规模的交通流换乘中心，是各种交通工具之间进行交通流交换的主要场所，提供交通流之间高效、快速、安全的交换。换乘功能是城市交通枢纽的核心功能之一。枢纽的运输换乘能力和相应的服务水平是评价其综合性能的重要指标。分析和预测城市交通枢纽内各种交通方式之间的旅客换乘量，可以为确定交通枢纽建设的合理规模以及各种交通工具在枢纽内的布局和分布提供依据。

2.影响转移量的因素

交通换乘受出行时间、成本、舒适度、安全性等多种因素影响。人们会根据不同的出行目的选择不同的交通工具。自行车和步行一般适合短途出行，费用较低但舒适度和安全性较差。地铁的优势是快捷准时，但服务区域窄，只起到沿线作用，而公交覆盖面广。出行时间短、成本低的交通方式的交通需求必然更大，相应的换乘量也更大。但换乘量的决定因素是各种车辆服务范围内的出行需求。

3.交通转移分析的基本思想

(1)迁移分析原理

一个交通枢纽内各种交通方式的出行总量可以根据当前的交通、土地利用、经济状况和发展趋势，通过传统的预测方法得到，但是各种交通方式之间未来的交换量的确定是非常复杂的。换乘量是枢纽区域内各种交通方式之间交换的客流，换乘结果可以用矩阵的形式表示。用四阶段法预测交通时，对出行分布的预测是将各交通小区产生和吸引的交通转化为交通小区间的出行交换，出行分布的结果是O-D表。从以上分析可以看出，枢纽换乘分析与出行分布预测有一定的相似性。根据枢纽交通换乘的这一特点，引入交通分布分析的原理和方法对换乘量进行分析和预测，用各种交通方式的换乘量形成一个换乘矩阵。通过现状调查，得出当前枢纽区域内各种交通方式的换乘矩阵，然后利用出行分布的计算方法得出未来的换乘量。

(2)交通小区的确定

每种交通方式都被近似地视为一个交通源。每种交通方式由于自身的特点，都有不同的服务范围，而这些范围就是交通影响区域，产生和吸引了大量的交通出行。对于每一个交通影响区，出行不仅量大而且非常复杂:从出行目的来看，这些交通出行可能是在这个交通影响区内完成的，也可能是进出其他交通影响区。在出行方式上，有步行、骑自行车、公交、地铁等多种方式。此外，还有各种旅行路线。有些行程会选择交通枢纽进行换乘，相当一部分行程不经过枢纽也能完成。在交通枢纽的换乘分析中，不需要详细考虑所有的交通出行。为简化起见，只选取交通枢纽进出站行为的计算对象，将该情况下的交通出行量作为整个交通影响区域的代表值。

此时交通影响区的生产量(Pi)和吸引量(Ai)等于下一年交通枢纽的进出交通流量，可根据经济增长与交通增长的相关性或直接从规划部门的要求计算得出。

4.转移分析模型

在传递分析中，采用了重力模型法。两地之间的交互交通量(Tij)与两地土地利用密度(Loi，Ldj)的乘积成正比，与一地到另一地的交通阻抗成反比(可以用一个函数f(tij))。这个阻抗函数可以用旅行距离的长短、旅行时间和费用来表示，也可以用分布函数来表示。因为交通是土地利用的函数，所以交通区产生的出行次数(Pi)和吸引的出行次数(Ai)可以用来反映交通区土地利用密度的度量。基本表达式为:Tij=K*Pi*Aj/f(tij)，其中K为单位换算常数。通过校准该公式的相关参数，可以得到每个区间的出行次数。

5.东直门交通枢纽换乘量分析

根据上述方法和原则，对北京东直门交通枢纽的换乘量进行了分析。东直门交通枢纽地区设有车站的交通工具主要有环形地铁、东直门至西直门的城市轻轨、城市公交、远郊及长途公交、机场高铁等。此外，自行车和行人也参与交通流的转移。各种车辆都有其特定的服务区域。比如行人和自行车的服务区域，可以考虑作为枢纽附近的一个范围，主要解决东直门周边街道和公共建筑的日常出行。城市公共交通主要是为沿线市民的出行提供服务；郊区公交的服务范围主要覆盖北京周边的郊区，对于东直门枢纽，主要指北京东北郊区；进出东直门远郊的公共交通主要服务于进出北京的顺义、怀柔、密云、平谷郊县。这些地区的进京客流必然会影响换乘量。地铁的服务范围主要是二环沿线和一线地铁经过的附近区域，这些区域产生的交通可能在东直门交通枢纽进行换乘；城铁主要解决北部城区和郊区进出市中心区的交通，其中进出东直门的交通主要在东北部城区和郊区。

上述交通服务区的交通需求是影响东直门交通枢纽换乘量的决定性因素。某一区域交通需求的增加必然导致换乘量的增加，反之亦然。

根据预测，未来一年东直门交通枢纽各种车辆进出的总客流量，即Pi和Ai值如下:

2012年东直门枢纽地区各种交通方式的乘降总量(单位:万人次)

在引力模型计算中，利用美国交通规划专用软件TRANSCAD，输入各种交通方式的吸引值，即交通面积和一些相关的控制参数，从而得到各种交通方式的换乘矩阵和交通换乘量，如图所示。根据该模型计算的转移矩阵可用于研究各种车辆的转移关系。

从计算结果可以看出，地铁与城铁之间的换乘量达到10万人/天。这是因为，在北京中轴线以东，地铁和城铁的连接贯穿整个城区，是南北快速交通的大通道。市区由北向南的交通流量有相当一部分会使用地铁和城铁，中南部城区到北部城区的交通要在东直门换乘，这是换乘量大的主要原因。另外，由于轨道交通效率高，对交通有一定的吸引力，这也是另一个重要原因。在图中，公交、地铁和城市铁路之间也有相当大的换乘，这是由东直门交通枢纽的主要功能定位决定的——提供城市与郊区交通之间的换乘。

二、枢纽内部客运组织评价

交通枢纽区内的客流组织设计是整个枢纽设计的重要组成部分。客流组织是否合理，直接影响着交通枢纽的性能。即使是与枢纽相连的对外路网，其交通畅通程度也与枢纽的客流组织密切相关。城市交通枢纽具有规模大、流量大、运输方式复杂的特点，因此枢纽地区的客运交通组织尤为重要。

1.客运组织原则

大客流城市交通枢纽的设计和客流组织必须满足以下原则:

1)人流和车流的路线严格分开，保证行人的安全和车辆的不间断行驶。

2)客流可以在枢纽区域有限的空房间内进行交换，不会出现滞留和超员现象。

3)满足乘客换乘的便捷性、安全性、舒适性等一些基本要求。

这些客流设计的基本要求也是评价客流交通组织合理性的一个重要方面。

2.客运组织的评价方法是大的。

交通枢纽客流评价涉及便捷性、安全性、舒适性等诸多问题。即乘客在枢纽中的感受，而这些方面很难单纯从量或质的方面去考虑。因此，本研究将客运交通组织的评价分为两部分，即定性评价和定量分析。本研究在定性评价的基础上，对部分指标提出了量化标准，使评价结果更加直观清晰。

(1)定性评估

从乘客换乘的舒适性、可靠性、安全性和经济性等方面，给出了枢纽内乘客换乘的定性评价。舒适性包括恶劣天气下的保护、气候调节、公交车站停车棚等因素。包括灯光，视野开阔等。安全是指行人与机动车的分离。经济因素与行人的出行延误和不便有关。

(2)定量指标

便利性是枢纽客流量的重要指标之一。影响便利性的因素很多，比如步行距离、路线的直接性、坡度等。，其中步行距离是便利性的决定因素。枢纽区内乘客的步行距离是由其平面和竖向布局决定的。如果步行距离过长，总的出行时间也会增加，影响居民的出行效率。此外，枢纽区步行距离长，必然导致大量乘客长时间停留在枢纽区，增加管理范围和工作压力，枢纽区乘客会因疲劳而感到厌烦。另一方面，步行距离的计算很简单。因此，本研究以步行距离作为主要评价指标进行分析。