基于常规公交的轨道交通站点吸引范围研究

周昭明，查伟雄

（1.湖南城市学院 土木工程学院，湖南 益阳413000；2.华东交通大学 交通与运输研究所，江西 南昌330013）

城市轨道交通站点的吸引范围是指城市轨道交通能够吸引到客流的所在区域范围，包括直接吸引范围和间接吸引范围。直接吸引范围是指可以通过城市轨道交通直接吸引到的客流区域范围，无需借助其他交通方式，即可采用步行方式直接到达轨道交通站点的客流分布范围；间接吸引范围则是通过步行以外的其他方式与城市轨道交通进行换乘而间接吸引到的客流区域范围。对于出行者而言，是否选择城市轨道交通作为出行方式在很大程度上取决于出行者到达轨道交通站点的方便程度，轨道交通受线路和站点的限制，通常仅布置在城市的主要交通走廊，如果仅通过步行方式，直接吸引范围十分有限，因此，要想使城市轨道交通的优势得到充分发挥，就必须借助于其他交通方式，尤其是常规公交，通过研究城市轨道交通对常规公交客流的吸引能力，将客流吸引到城市轨道交通这一交通方式，从而提高城市轨道交通的服务范围。

1 城市轨道交通站点的分类

乘客出行活动往往是根据社会经济活动而产生的，而这些社会经济活动实际上是由于在空间分布上存在着不同性质的用地而产生。换而言之，城市轨道交通站点与其所影响范围内的土地性质存在着“流”与“源”的关系。在影响范围内用地性质的不同会导致轨道交通站点功能的差异，根据轨道交通站点周边土地使用性质的不同，将轨道交通站点分为以下几类。

1.1 生活居住区站点

生活居住区站点一般位于城市居民区，该地区开发时间较早，常规公交的相关配套设施已相对较完善。该类型的站点是以满足居民的日常生活出行需求和工作出行需求为主，乘客大多采用步行接驳的方式，因此，这种类型站点的吸引范围较小。另外，这类站点客流分布较集中，客流高峰主要集中在上下班时段，上午上班时段有明显较短的进站高峰期，下午下班时段有同样的出站高峰期。

1.2 商业中心区站点

商业中心区站点一般位于城市中心区，站点附近的土地开发呈现多样化并且趋于成熟，通常土地的使用程度取决于距离站点的远近程度，离站点越近的区域，其土地使用程度就越大，反之则越小。这类站点主要是服务于进行休闲娱乐和商务贸易的乘客，其站点接驳方式通常采用步行和常规公交的交通方式，该类型的站点交通强度较大，站点的吸引范围也较大。另外，这类站点的全天换乘客流分布量除早晚换乘客流较少外，其他时间的换乘客流都很大，没有明显的低谷，进出站高峰期均很长。

1.3 交通枢纽区站点

交通枢纽区站点一般位于城市枢纽区，客流来源很广，过境客流较多，换乘客流分布比较复杂，站点附近集火车、公交、私家车、自行车等多种交通方式为一体，换乘客流是站点的主要服务对象，这类站点的换乘强度大，站点吸引范围大。另外，这类站点一天中有两个配对的早晚进出站高峰期。

1.4 外围郊区站点

外围郊区站点一般位于用地还未完全开发的郊区，用地类型主要是工业、仓储及居住，人口密度较小，该区域的土地开发通常还不够成熟，相应的交通设施也不尽完善，客流方向通常是以中心城区为主，其客流走向表现出一定的向心性，通常位于城市轨道交通的首末站，这类站点的接驳方式主要采用常规公交，站点吸引范围较大。另外，这类站点没有明显的进出站高峰期，全天客流量都较小。

2 轨道交通站点的聚集效应

2.1 聚集效应的基本理论

聚集效应是根据不同产业和经济活动在某一空间范围内通过聚集而产生，利用吸引相应经济活动不断靠近空间来获取更多的利益。城市轨道交通站点作为城市轨道交通线网中的节点，起着提供服务的作用，是城市发展的一个新增长点，通过吸引大量的出行活动而产生聚集效应。在轨道交通站点上运用聚集效应的相关理论，把轨道交通站点及其吸引范围看作是一个聚集效应场。随着半径的不断扩大，站点由内向外所产生的聚集效应逐渐削弱，反映出距离衰减率，可通过以下对数衰减函数来表示

式中:d为到达轨道交通站点的空间距离；e为轨道交通站点的梯度场效益，可以根据不同研究目的而采用不同的度量方法；a为轨道交通站点最大聚集效益，为常数项。

轨道交通站点聚集效益的函数图形如图1所示。

图1 轨道交通站点聚集效益函数曲线

由图1可知，当空间距离从d1扩展到d3时，聚集效益从e1降至e3，距离轨道交通站点越近，所产生的聚集效益就越大；反之则越小。聚集效益的强度通常取决于城市轨道交通站点的类型、规模和等级，不同类型的轨道交通站点有着不同的吸引范围；同时，轨道站点的聚集效益还可以刺激吸引范围内的土地再开发，从而对吸引范围内的土地开发模式、周边人口的空间分布情况以及居民的出行方式产生影响。

2.2 基于聚集效应的轨道交通站点客流吸引范围模型

在轨道交通站点的客流吸引范围预测中运用聚集效应函数，需要先对各个参数进行标定。通常在对乘客进行出行调查时，要获取乘客出发点到城市轨道交通站点的直线距离并不容易，城市轨道交通站点对常规公交客流的吸引范围通常采取通过常规公交方式出行到达相应城市轨道站点所花费的时间来反映，通过分析距离和到站时间之间的关系，考虑常规公交的平均行驶速度，将到站时间转化为到站距离，通过计算常规公交客流的吸引半径，最终确定城市轨道交通站点的客流吸引范围。

基于以上分析，假设在到站时间t内，乘坐常规公交到站的客流占到该交通方式全部客流的百分比为η，即在时间t内，常规公交客流所聚集的梯度场效益为e＝100－η（%），且所有居民都居住在距离站点有一定时间（t0）的范围外，设时间t0处所产生的客流最大聚集效益为a＝100%。用t代替函数中的d，即可得到聚集效益与到站时间的相关函数曲线

式中:α和t0均为正参数，取值可通过对现状调查数据的回归分析确定。

由式（2）可知，如果给定了通过常规公交到达城市轨道交通站点客流时间的百分比情况，就可以得到通过常规公交出行到达城市轨道交通站点的到站时间t。本文选取η＝80%作为常规公交的合理吸引时间，将所得时间与公交的平均行驶速度相乘即可得到采用公交换乘的行驶路程，再通过非直线系数折算即可得到客流吸引的合理半径；同时选取η＝100%作为常规公交的最大吸引时间，同理可得客流吸引的最大半径。

3 轨道交通站点的吸引范围确定

聚集效应的强度通常取决于城市轨道交通站点规模的大小和对应等级的高低，所以，要在城市轨道交通站点的客流吸引范围的研究中运用聚集效应模型，就需要先对城市轨道交通站点进行分类。本文将城市轨道交通站点分为四种类型，即生活居民区站点、商业中心区站点、交通枢纽区站点以及外围郊区站点，并分析以上各类型站点的常规公交客流吸引范围。

在对城市轨道交通站点进行分类后需要通过调查收集不同类型站点的公交到站时间等相关数据。以南昌市轨道交通一号线为研究对象，选择该线路上的部分站点进行调查，包括双港站、蛟桥站、八一桥西站、绿茵路站、地铁大厦站、秋水广场站、子固路站、八一广场站、丁公路北站、青山湖大道站、高新大道站以及天祥大道站。将抽样调查所得的数据进行整理，如表1所示。

表1 各类型城市轨道交通站点到站时间分布比例表

利用表1中的调查数据对模型2进行非线性回归分析，可以获到各类城市轨道交通站点对应的公交客流聚集效应衰减函数中的各项回归参数（见表2）。另外，将η＝80%和η＝100%分别代入模型2中，可得到常规的合理吸引时间和最大吸引时间，计算结果如表3所示。

表2 各类型城市轨道交通站点聚集效应衰减函数参数表

表3 不同类型轨道交通站点的吸引时间表

以上所得的是不同类型轨道交通站点的吸引时间，需要将其转换成吸引半径。公交的实际路程可通过到站时间与常规公交的平均行驶速度相乘得到，但所得距离并非轨道交通站点的吸引半径。通常情况下，为了满足乘客的需求，常规公交所行驶的线路并不一定是直线，通常会大于轨道交通站点的吸引半径，所以，还需要对所求得的距离进行非直线系数折算，即通过公交到站的实际路程除以常规公交的非直线系数得到轨道交通站点的吸引半径。根据《城市道路交通规划设计规范》，非直线系数取边界值1.4。利用调查所得的数据，同时结合表3的计算结果，即可得到常规公交客流的合理吸引范围和最大吸引范围（见表4、表5）。

表4 各类型城市轨道交通站点的合理吸引半径表

表5 各类型城市轨道交通站点的最大吸引半径表

从表4、表5可以看出，在轨道交通吸引范围上，城市外围郊区站点对常规公交客流的吸引力最大，其中合理吸引半径和最大吸引半径分别为12.62km和14.98km；其次是交通枢纽区站点，其合理吸引半径和最大吸引半径分别为8.11km和9.46km；生活居民区站点和商业中心区站点的客流吸引力最小。城市外围郊区站点之所以吸引半径最大，主要在于该类站点的设置通常较为稀疏，出行距离较长，使得常规公交具有较长的吸引时间，同时，常规公交在外围郊区的平均行驶速度偏高，从而导致城市外围郊区站点的客流吸引范围最大。相反，生活居民区和商业中心区的站点分布较密集，使得常规公交的吸引时间较短，而这些区域的公交平均行驶速度都偏低，从而导致这两类站点的客流吸引范围较小。交通枢纽区站点的客流吸引范围相对于其他类型的站点处于中等水平。

4 结束语

目前，我国各大城市都在大力兴建城市轨道交通，考虑到城市轨道交通的建造成本高、工期长等特点，通常沿城市主要交通走廊进行铺设，需要借助常规公交来提高轨道交通的辐射范围，因此，建立基于聚集效应的利用常规公交扩大城市轨道交通站点吸引范围的数学模型，同时，以南昌市轨道交通一号线为研究对象，选择部分站点进行调查，通过对调查数据进行分析，得到轨道交通站点对常规公交客流的合理吸引时间和最大吸引时间，从而确定不同类型站点的客流吸引范围。所得研究成果能够为轨道交通站间距的确定、客流预测等工作提供一定的理论依据，实现城市轨道交通与常规公交的有效接驳，从而更好地发挥城市轨道交通的优势，提高城市轨道交通的服务范围，并最终促进整个城市公交体系运营效率的提高。

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