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摘 要：石家庄轨道2号线一期工程将于2015年开工建设，本文采用“四阶段法”，预测了轨道2号线开通后的初期、近期、远期的客流指标，并对客流指标进行了敏感性分析，指出了其可能存在的风险，为2号线一期工程的可行性研究提供必要的数据支撑。
关键词：轨道交通，客流预测，敏感性分析
中图分类号：TU984.191文献标识码：A
1 二号线一期工程背景介绍
1.1 石家庄市轨道交通线网规划
石家庄市轨道交通远景线网以城市远景发展规划为目标，构建了六条线路，线网总长241.7km ；其中一二三号线为骨架线，四五六号线为辅助填充线，三主三辅，层次分明。其中一号线连接鹿泉、主城区、东部新区和正定新区；二号线连接正定、主城区和栾城；三号线连接鹿泉、主城区、东部新城和藁城。整个线网支撑了“一城三区三组团”的都市区结构。
轨道交通2号线南北向贯穿中心城区，是服务于城市传统的也是最主要的南北向客流走廊的轨道交通主干线，远景中心城区（含正定）十字骨干线之南北向骨干线；连接城市总体规划的正定新区和栾城组团，促进石家庄市城市空间拓展，引导沿线开发，承担主城区与沿线各组团间旅客交流的具有市域线功能的快速客运通道；是联系城市多条地铁线路、稳定城市轨道网的主干轨道线路；借助城市对外交通枢纽与客运专线、城际线接驳，是石家庄市作为京津冀第三极、京津地区向中西部辐射“第一中枢”的对外交通城市的内部集散干道。
1.2 石家庄市轨道交通建设规划
2012年7月，《石家庄市城市轨道交通建设规划（2012-2020）》获得国务院批复，批复的建设方案确定，石家庄市将在2012年至2020年间修建1号线一期、3号线一期、2号线一期，共计59.6公里的轨道线路。轨道交通2号线线路全长60.4km。其中2号线一期工程将于2015年开工建设，全长约为16.00km，共设站15座，均为地下站，换乘站2座。
轨道交通2号线一期工程的可行性研究工作自2012年开始，按照《城市轨道交通线路客流预测规范》的要求，需要开展2号线的客流预测工作，为可行性研究提供全线客流、车站客流、换乘客流等指标。
图1-1石家庄市轨道交通线网规划图图1-2 石家庄市轨道交通建设规划图图1-32号线线位图
2客流预测基础
2.1 预测范围
本次客流预测研究范围与石家庄市城市总体规划范围一致，即都市区范围，包括市内五区和正定县、栾城县、鹿泉市和藁城市，总面积2657 km2。
在EMME3和Transcad模型中，将石家庄市根据片区组团分为11个大区（图2-1），即：东北片区、东南片区、西南片区、西北片区、东部新城、正定新区、正定组团、藁城组团、鹿泉组团、栾城及窦妪组团、外围城镇。这些大区又可以细分为47个交通中区（图2-2）和265个交通小区，分别如下所示：
图2-1 石家庄市交通系统大区图图2-2石家庄市交通系统中区图
2.2 预测年限
根据石家庄市轨道交通建设方案，轨道交通2号线一期工程将于2020年建成通车，因此，本次客流预测的各年限方案为：
初期：2023年，即为一期工程建成段，北至西古城站，南至嘉华站；
近期：2030年，近期工程向北延伸至诸福屯站，向南延伸至楼底站，共增设站12座，其中换乘站2座，线路全长37.4km；
远期：2045年，向北延伸至只都，向南延伸至栾城，共增设站9座，其中换乘站2座。
2.3 客流预测模型
交通模型主要包括两部分：需求模型和供给模型。在交通模型中，交通需求模型与交通供给模型相互作用，需求模型根据供给模型交通分配计算的分配结果对交通出行产生，出行分布，以及方式选择进行调整，调整后的交通需求将产生新的交通分配结果，需求模型和供给模型这样循环迭代直到供需双方达到平衡收敛，使得交通系统最终达到一个平衡的状态。
需求模型和供给模型两个模型的原理如下：
需求模型：
包含交通小区的分类居住人口及土地使用数据与和不同类型人群的出行比例。交通需求模型是根据交通小区居住人口及土地利用数据和供给模型计算的服务水平指标来进行预测，根据个人出行行为划分的居民分组来模拟居民的出行活动估计和预测分模式的OD矩阵。
供给模型：
包含交通供给系统的相关交通网络数据（包括交通小区，道路路段、道路节点和公交站点，公交线路等）和交通分配模型。供给模型以交通需求（OD矩阵）和交通网络数据作为输入，使用EMME3软件的各种交通分配模型对交通系统进行分析和评价。根据交通分配结果来计算交通量和服务指标（如行程时间，公交换乘次数等）。
图2-3石家庄轨道2号线客流预测流程图
3 客流预测结果
3.1 运量总体概况
轨道交通2号线初、近、遠期客流指标如表3-1所示：
表3-12号线客流预测主要指标汇总表
3.2 客流区段分布
由于2号线车站数量较多，结合2号线的线位及周边用地情况，将2号线全线按车站分为5个区间进行分析，各个区间范围分别为：正定新区区间（只都至天元湖西站）、正定古城区间（北关至农业学院站）、北国商城区间（西古城至北国商城站）、新石家庄站区间（大戏院至科技大学站）和栾城区间（东尹村至栾城东站）。
对2号线远期全日OD进行区域分析，区域OD计算如表3-2所示，区域交换量计算如图3-2所示。各区段交换量中，与正定新区、正定古城以及新石家庄站区段交换量最大的都是北国商城区段；与北国商城以及栾城区段交换量最大的都是新石家庄站区段。其中最大交换量为正定新区与北国商城之间和北国商城与新石家庄站之间，日交换量为19.8万人次/日和17.5万人次/日，占整个交流的19.3%和17.1%。这是因为，北国商城区段沿线站点经过石家庄市主城区的东部商业中心区域，新石家庄站区段是石家庄市对外快速客运交通中枢，站点周边远期出行量较大，同时换乘站点较多，对依赖轨道交通抵达的2号线沿线区域吸引量大。而对于栾城组团来说，与其发生联系的主要区域为与之临近的新石家庄站为核心的商业和交通枢纽中心，体现为该区段的整体客流水平的出行和吸引水平较低。
表3-22号线远期全天区间客流分布 （万人次）
图3-22号线远期全日区段客流分布
3.3 平均乘距
轨道交通2号线远期全日平均乘坐4-8公里的乘客最多，占到全日客运量的22%，其次为乘坐4公里以内和8-12公里的乘客，约占到全日客运量的16%和14%，12公里以内的乘客占到整个客运量的比例高达52%。以乘坐车站数来说，乘坐4站以内和5-8站的乘客均占大约27%，乘坐8站以内的乘客总和占到54%，其次是乘坐9-12站的乘客，约占22%。
图3-32号线远期乘距分级比例图 图3-42号线远期乘坐站数分级比例图
3.4 站点乘降量
轨道线路站点乘降量与站点的区位条件、交通功能，以及与其他交通方式的衔接程度紧密相关。2号线过主城区段用地开发较为成熟，站点集散量分布较为集中，远期一期工程的15个车站的乘降量超过了全线车站乘降量的一半。2号线站点乘降量最大的是新石家庄站。新石家庄站初期日乘降量为8.35万人次/日。
图3-5 2号线站点全日集散量分布
3.5 断面流量
远期早高峰最高断面出现在北向南的2号线与5号线的换乘站之前，即蓝天圣木站与运河桥站之间，单向最高断面达到4.02万人次/小时。
图3-62号线各预测年高峰小时断面客流量分布图
3.6 换乘量分析
轨道交通2号线远期共有换乘站有6个，分别是：在天元湖站与1号线换乘；在蓝天圣木站与5号线换乘；在北国商城站与1号线换乘；在新世隆站与6号线换乘；在新石家庄站与3号线换乘；在塔谈南站与4号线换乘。在各预测年，近期轨道交通2号线的换乘量占总乘降量的比例较初期有一定幅度下降，远期又有所回升。远期全日换乘客流量占全日客流量比例为18.56%。
表 3-3 轨道交通2号线换乘客流汇总表
4 客流风险分析
4.1 客流风险因素分析
轨道交通客流预测涉及到的客流风险因素较多，如城市交通建设力度；城市机动车发展政策；轨道交通沿线的土地利用性质、开发强度和速度；轨道交通的票价；常规公交的服务水平；常规公交和轨道交通的衔接和竞争等。以上轨道交通客流影响因素，在初、近和远不同的时期，对轨道交通客流的影响强度也各不相同。
本文针对初期选取常规公交与轨道交通的衔接、配合作为风险因素、针对近期和远期选取人口因素作为风险因素对线路方案进行客流预测风险分析。
4.2 初期客流风险分析
常规公交与轨道交通衔接、配合状态主要体现在公共交通分担比例以及轨道交通在公共交通系统中的分担比例，客流风险分析中给出两种状态：第一种状态是常规公交与轨道交通有着更好的衔接集散关系，整个公共交通系统的整体效益最大化，与小汽车个体交通方式是强有力的竞争；第二种状态与之相反，常规公交与轨道交通不能做到有效的衔接和配合，两者之间存在不良竞争。
以公交停靠站距离轨道出入口在500米范围为基础进行研究，考虑不同的换乘距离，轨道客流量的变化敏感性如下：
表8-1常规公交衔接配合与客流量风险分析
4.3 近、远期客流风险分析
影响轨道交通2号线近、远期客流预测的最主要因素是人口因素，主要是正定新区组团人口与就业岗位的实现程度。
4.3.1 正定新区人口发展
《石家庄城市总体规划》中，远期（2030年）中心城人口发展到500万人，其中正定新区和正定组团人口达到140万人。从目前正定新区的开发进程来看，大面积土地处于待开发状态，这些土地能否按规划如期开发，或开发强度和规模是否能达到规划，都将对预测结果产生重要的影响。考虑到正定新区土地利用状况，近期沿线人口增长难以达到预期的期望值较高。结果如下表所示：
表4-2正定新区人口发展与客流量风险分析
4.3.2 正定新区就业岗位
考虑到正定新区组团规划的实现以及该新城发展规模及开发强度等因素，对正定新区组团就业岗位的变化进行风险分析。结果如下表所示：
表4-3正定新区就业岗位规模变化客流量风险分析
5 结语
1、为了保证轨道交通2号线的客流量及运营效益，在设计过程中要注重做好轨道交通2号线与周边常规公交的衔接和匹配。在轨道交通2号线建设和投入运营后，要对沿线常规公交线路进行适当的调整，以做到常规公交和轨道之间的良好的匹配。以其他已建成軌道交通城市的实际情况来看，常规地面公交线路的接驳以及其他衔接设施的建设都是一个不断调整的过程，要形成良好的衔接集散关系需要一定的时间。从轨道交通线路与常规公交的衔接情况以及常规公交和轨道运营体制来看，初期常规公交和轨道的衔接状况不容乐观，基于此，本研究对于轨道交通2号线初期客流量更趋向于常规公交和轨道衔接匹配低水平状态下的客流量。
2、按照正定新区的总体规划，其居住人口与就业岗位应都处于平衡增长的理想状态，但就目前国内外新兴城市或者组团的发展来看，达到预期平衡的案例寥寥无几。在中国大多数新城或者组团的发展过程中，表现较为突出的是在轨道交通的TOD效应下，新城或组团较为迅速的发展居住小区，而其他性质的土地开发利用相对滞后。以北京回龙观为例，随着经济适用住宅小区的规划与开发，在13号线北段相继建成30多处建筑总面积在几十万平方米，聚集人口达万人以上的大型居住小区，使得13号线的客流激增，尤其在上下班客流高峰时段，轨道交通人满为患，十分拥挤；而非上班时间则客流稀少，轨道交通运能大量富余，需求不足，形成日均客流分布极不平衡的特点。可以预见的是，正定新区的发展也将面临这样的潜在问题，如果发展不平衡，届时客流也将呈现明显的潮汐形态，将会对轨道交通运营提出更高的要求。
参考文献：
[1] 许双牛,王丹,梁丽华等.石家庄市城市快速轨道交通线网规划修编[R].中国地铁工程咨询有限公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2010.
[2] 周敏,徐成永,梁丽华等.石家庄市城市轨道交通建设规划（2012-2020）[R].北京城建设计研究总院有限责任公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2011.
[3] 陈波,陈煜,梁丽华等.石家庄市轨道交通2号线客流预测专题报告[R].铁道第三勘察设计院集团有限公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2012.
关键词：轨道交通，客流预测，敏感性分析
中图分类号：TU984.191文献标识码：A
1 二号线一期工程背景介绍
1.1 石家庄市轨道交通线网规划
石家庄市轨道交通远景线网以城市远景发展规划为目标，构建了六条线路，线网总长241.7km ；其中一二三号线为骨架线，四五六号线为辅助填充线，三主三辅，层次分明。其中一号线连接鹿泉、主城区、东部新区和正定新区；二号线连接正定、主城区和栾城；三号线连接鹿泉、主城区、东部新城和藁城。整个线网支撑了“一城三区三组团”的都市区结构。
轨道交通2号线南北向贯穿中心城区，是服务于城市传统的也是最主要的南北向客流走廊的轨道交通主干线，远景中心城区（含正定）十字骨干线之南北向骨干线；连接城市总体规划的正定新区和栾城组团，促进石家庄市城市空间拓展，引导沿线开发，承担主城区与沿线各组团间旅客交流的具有市域线功能的快速客运通道；是联系城市多条地铁线路、稳定城市轨道网的主干轨道线路；借助城市对外交通枢纽与客运专线、城际线接驳，是石家庄市作为京津冀第三极、京津地区向中西部辐射“第一中枢”的对外交通城市的内部集散干道。
1.2 石家庄市轨道交通建设规划
2012年7月，《石家庄市城市轨道交通建设规划（2012-2020）》获得国务院批复，批复的建设方案确定，石家庄市将在2012年至2020年间修建1号线一期、3号线一期、2号线一期，共计59.6公里的轨道线路。轨道交通2号线线路全长60.4km。其中2号线一期工程将于2015年开工建设，全长约为16.00km，共设站15座，均为地下站，换乘站2座。
轨道交通2号线一期工程的可行性研究工作自2012年开始，按照《城市轨道交通线路客流预测规范》的要求，需要开展2号线的客流预测工作，为可行性研究提供全线客流、车站客流、换乘客流等指标。
图1-1石家庄市轨道交通线网规划图图1-2 石家庄市轨道交通建设规划图图1-32号线线位图
2客流预测基础
2.1 预测范围
本次客流预测研究范围与石家庄市城市总体规划范围一致，即都市区范围，包括市内五区和正定县、栾城县、鹿泉市和藁城市，总面积2657 km2。
在EMME3和Transcad模型中，将石家庄市根据片区组团分为11个大区（图2-1），即：东北片区、东南片区、西南片区、西北片区、东部新城、正定新区、正定组团、藁城组团、鹿泉组团、栾城及窦妪组团、外围城镇。这些大区又可以细分为47个交通中区（图2-2）和265个交通小区，分别如下所示：
图2-1 石家庄市交通系统大区图图2-2石家庄市交通系统中区图
2.2 预测年限
根据石家庄市轨道交通建设方案，轨道交通2号线一期工程将于2020年建成通车，因此，本次客流预测的各年限方案为：
初期：2023年，即为一期工程建成段，北至西古城站，南至嘉华站；
近期：2030年，近期工程向北延伸至诸福屯站，向南延伸至楼底站，共增设站12座，其中换乘站2座，线路全长37.4km；
远期：2045年，向北延伸至只都，向南延伸至栾城，共增设站9座，其中换乘站2座。
2.3 客流预测模型
交通模型主要包括两部分：需求模型和供给模型。在交通模型中，交通需求模型与交通供给模型相互作用，需求模型根据供给模型交通分配计算的分配结果对交通出行产生，出行分布，以及方式选择进行调整，调整后的交通需求将产生新的交通分配结果，需求模型和供给模型这样循环迭代直到供需双方达到平衡收敛，使得交通系统最终达到一个平衡的状态。
需求模型和供给模型两个模型的原理如下：
需求模型：
包含交通小区的分类居住人口及土地使用数据与和不同类型人群的出行比例。交通需求模型是根据交通小区居住人口及土地利用数据和供给模型计算的服务水平指标来进行预测，根据个人出行行为划分的居民分组来模拟居民的出行活动估计和预测分模式的OD矩阵。
供给模型：
包含交通供给系统的相关交通网络数据（包括交通小区，道路路段、道路节点和公交站点，公交线路等）和交通分配模型。供给模型以交通需求（OD矩阵）和交通网络数据作为输入，使用EMME3软件的各种交通分配模型对交通系统进行分析和评价。根据交通分配结果来计算交通量和服务指标（如行程时间，公交换乘次数等）。
图2-3石家庄轨道2号线客流预测流程图
3 客流预测结果
3.1 运量总体概况
轨道交通2号线初、近、遠期客流指标如表3-1所示：
表3-12号线客流预测主要指标汇总表
3.2 客流区段分布
由于2号线车站数量较多，结合2号线的线位及周边用地情况，将2号线全线按车站分为5个区间进行分析，各个区间范围分别为：正定新区区间（只都至天元湖西站）、正定古城区间（北关至农业学院站）、北国商城区间（西古城至北国商城站）、新石家庄站区间（大戏院至科技大学站）和栾城区间（东尹村至栾城东站）。
对2号线远期全日OD进行区域分析，区域OD计算如表3-2所示，区域交换量计算如图3-2所示。各区段交换量中，与正定新区、正定古城以及新石家庄站区段交换量最大的都是北国商城区段；与北国商城以及栾城区段交换量最大的都是新石家庄站区段。其中最大交换量为正定新区与北国商城之间和北国商城与新石家庄站之间，日交换量为19.8万人次/日和17.5万人次/日，占整个交流的19.3%和17.1%。这是因为，北国商城区段沿线站点经过石家庄市主城区的东部商业中心区域，新石家庄站区段是石家庄市对外快速客运交通中枢，站点周边远期出行量较大，同时换乘站点较多，对依赖轨道交通抵达的2号线沿线区域吸引量大。而对于栾城组团来说，与其发生联系的主要区域为与之临近的新石家庄站为核心的商业和交通枢纽中心，体现为该区段的整体客流水平的出行和吸引水平较低。
表3-22号线远期全天区间客流分布 （万人次）
图3-22号线远期全日区段客流分布
3.3 平均乘距
轨道交通2号线远期全日平均乘坐4-8公里的乘客最多，占到全日客运量的22%，其次为乘坐4公里以内和8-12公里的乘客，约占到全日客运量的16%和14%，12公里以内的乘客占到整个客运量的比例高达52%。以乘坐车站数来说，乘坐4站以内和5-8站的乘客均占大约27%，乘坐8站以内的乘客总和占到54%，其次是乘坐9-12站的乘客，约占22%。
图3-32号线远期乘距分级比例图 图3-42号线远期乘坐站数分级比例图
3.4 站点乘降量
轨道线路站点乘降量与站点的区位条件、交通功能，以及与其他交通方式的衔接程度紧密相关。2号线过主城区段用地开发较为成熟，站点集散量分布较为集中，远期一期工程的15个车站的乘降量超过了全线车站乘降量的一半。2号线站点乘降量最大的是新石家庄站。新石家庄站初期日乘降量为8.35万人次/日。
图3-5 2号线站点全日集散量分布
3.5 断面流量
远期早高峰最高断面出现在北向南的2号线与5号线的换乘站之前，即蓝天圣木站与运河桥站之间，单向最高断面达到4.02万人次/小时。
图3-62号线各预测年高峰小时断面客流量分布图
3.6 换乘量分析
轨道交通2号线远期共有换乘站有6个，分别是：在天元湖站与1号线换乘；在蓝天圣木站与5号线换乘；在北国商城站与1号线换乘；在新世隆站与6号线换乘；在新石家庄站与3号线换乘；在塔谈南站与4号线换乘。在各预测年，近期轨道交通2号线的换乘量占总乘降量的比例较初期有一定幅度下降，远期又有所回升。远期全日换乘客流量占全日客流量比例为18.56%。
表 3-3 轨道交通2号线换乘客流汇总表
4 客流风险分析
4.1 客流风险因素分析
轨道交通客流预测涉及到的客流风险因素较多，如城市交通建设力度；城市机动车发展政策；轨道交通沿线的土地利用性质、开发强度和速度；轨道交通的票价；常规公交的服务水平；常规公交和轨道交通的衔接和竞争等。以上轨道交通客流影响因素，在初、近和远不同的时期，对轨道交通客流的影响强度也各不相同。
本文针对初期选取常规公交与轨道交通的衔接、配合作为风险因素、针对近期和远期选取人口因素作为风险因素对线路方案进行客流预测风险分析。
4.2 初期客流风险分析
常规公交与轨道交通衔接、配合状态主要体现在公共交通分担比例以及轨道交通在公共交通系统中的分担比例，客流风险分析中给出两种状态：第一种状态是常规公交与轨道交通有着更好的衔接集散关系，整个公共交通系统的整体效益最大化，与小汽车个体交通方式是强有力的竞争；第二种状态与之相反，常规公交与轨道交通不能做到有效的衔接和配合，两者之间存在不良竞争。
以公交停靠站距离轨道出入口在500米范围为基础进行研究，考虑不同的换乘距离，轨道客流量的变化敏感性如下：
表8-1常规公交衔接配合与客流量风险分析
4.3 近、远期客流风险分析
影响轨道交通2号线近、远期客流预测的最主要因素是人口因素，主要是正定新区组团人口与就业岗位的实现程度。
4.3.1 正定新区人口发展
《石家庄城市总体规划》中，远期（2030年）中心城人口发展到500万人，其中正定新区和正定组团人口达到140万人。从目前正定新区的开发进程来看，大面积土地处于待开发状态，这些土地能否按规划如期开发，或开发强度和规模是否能达到规划，都将对预测结果产生重要的影响。考虑到正定新区土地利用状况，近期沿线人口增长难以达到预期的期望值较高。结果如下表所示：
表4-2正定新区人口发展与客流量风险分析
4.3.2 正定新区就业岗位
考虑到正定新区组团规划的实现以及该新城发展规模及开发强度等因素，对正定新区组团就业岗位的变化进行风险分析。结果如下表所示：
表4-3正定新区就业岗位规模变化客流量风险分析
5 结语
1、为了保证轨道交通2号线的客流量及运营效益，在设计过程中要注重做好轨道交通2号线与周边常规公交的衔接和匹配。在轨道交通2号线建设和投入运营后，要对沿线常规公交线路进行适当的调整，以做到常规公交和轨道之间的良好的匹配。以其他已建成軌道交通城市的实际情况来看，常规地面公交线路的接驳以及其他衔接设施的建设都是一个不断调整的过程，要形成良好的衔接集散关系需要一定的时间。从轨道交通线路与常规公交的衔接情况以及常规公交和轨道运营体制来看，初期常规公交和轨道的衔接状况不容乐观，基于此，本研究对于轨道交通2号线初期客流量更趋向于常规公交和轨道衔接匹配低水平状态下的客流量。
2、按照正定新区的总体规划，其居住人口与就业岗位应都处于平衡增长的理想状态，但就目前国内外新兴城市或者组团的发展来看，达到预期平衡的案例寥寥无几。在中国大多数新城或者组团的发展过程中，表现较为突出的是在轨道交通的TOD效应下，新城或组团较为迅速的发展居住小区，而其他性质的土地开发利用相对滞后。以北京回龙观为例，随着经济适用住宅小区的规划与开发，在13号线北段相继建成30多处建筑总面积在几十万平方米，聚集人口达万人以上的大型居住小区，使得13号线的客流激增，尤其在上下班客流高峰时段，轨道交通人满为患，十分拥挤；而非上班时间则客流稀少，轨道交通运能大量富余，需求不足，形成日均客流分布极不平衡的特点。可以预见的是，正定新区的发展也将面临这样的潜在问题，如果发展不平衡，届时客流也将呈现明显的潮汐形态，将会对轨道交通运营提出更高的要求。
参考文献：
[1] 许双牛,王丹,梁丽华等.石家庄市城市快速轨道交通线网规划修编[R].中国地铁工程咨询有限公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2010.
[2] 周敏,徐成永,梁丽华等.石家庄市城市轨道交通建设规划（2012-2020）[R].北京城建设计研究总院有限责任公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2011.
[3] 陈波,陈煜,梁丽华等.石家庄市轨道交通2号线客流预测专题报告[R].铁道第三勘察设计院集团有限公司、石家庄市城市综合交通规划研究所等,2012.