关于全国铁路运输网络交通小区划分方案优化及应用建议*

郭春江

（中国铁路总公司发展和改革部 代理工程师，北京 100844）

交通小区（亦称“OD小区”）的概念源于交通调查，其划分理论及方法随着交通运输业的发展而逐步完善，并作为“四阶段法”的重要基础在交通规划领域中得到广泛应用。有效获取规划区域的人口、社会经济等指标数据，准确把握区域交通现状，合理预测研究年度交通需求，科学编制交通发展规划，均需依托于适宜的OD小区划分方案。因此，深入分析我国铁路运输网络OD划分现状及存在问题，结合新形势新要求研究提出优化方案，对于提高铁路网发展规划编制水平，增强规划的引领作用，促进新时代铁路实现高质量发展等具有重要的现实意义。

1 国内外研究现状

国外对于交通小区的研究，最早出现于20世纪50年代美国底特律及日本东京等城市开展的交通调查，并在1962年美国芝加哥市发表的《Chicago Area Transportation Study》，以及20世纪60年代后期日本广岛都市圈的交通规划中得到逐步完善，最终形成了以交通小区划分为基础，包括交通发生、交通分布、交通方式划分、交通分配四个阶段的交通规划理论和方法。关于交通小区的划分，日本进行了明确的规定：分为A、B、C和小C四个等级，A为都道府县级（相当于我国的省、直辖市、自治区和特别行政区），B为市町村级（相当于我国的地、市），C为区级（相当于我国的市辖区），小C级为C级的细分[1]。其他国家对于交通小区的划分并没有明确的规定，但是通过长期经验积累，普遍形成了以区域人口和土地面积作为主要考虑因素的划分原则。例如，苏联按照城市人口数量从10万人至100万及以上划分四个层次，分别对应设置5个至50个及以上的OD小区数量；美国则按照区域人口规模的不同，分别设置了相应交通小区面积和所涵盖人口数量的取值区间。

我国自20世纪70年代引进发达国家的交通规划理论，开始探讨我国综合交通规划的理论与方法；90年代初，交通规划人员在交通调查的基础上，将“四阶段”理论与方法、交通预测技术应用到实际交通运输规划中，交通规划定量化研究得到长足发展。但是国内对于交通小区的划分并没有形成明确的规定，在相关规划实践中一般根据不同的规划目标和规划范围等实施不同的划分方案。例如：1995年上海进行全市交通调查设置了100个小区，2008年西安市居民出行调查划分了519个交通小区[2]。在理论研究层面，相关学者对于交通小区划分先后研究了分层、分时期和分区域等方面的问题，同时在具体交通小区划分技术方面论述了利用聚类分析、模糊聚类分析、加权模糊聚类分析等方法[3]。在全国及大区域之间等宏观层面交通小区划分方式研究中，分别提出了围绕交通网络节点、分层级界定交通影响或辐射范围的小区划分方法，按照行政区域或以行政区划为主的多层级划分方法等[4]，为丰富和完善我国交通小区划分理论及方法做了大量有益的尝试和探索。

2 我国铁路OD小区划分现状及存在问题

2.1 划分现状

1993年，铁道部组织国内相关专家研究提出了基于全国铁路运输网络的交通小区划分方案，将全国（不含港澳台）划分为483个小区（以下简称“483方案”），每个小区均确定了行政区划范围、小区名、小区重心以及所包含的铁路车站等。大部分小区包含多个县级行政区划，例如承德交通小区范围包括承德市区、兴隆、承德县、宽城、平泉；个别则包含多个地级行政区划，西藏自治区全部行政范围作为一个小区。483方案具体分布情况如表1及图1。

表1 483方案OD小区分省分布情况表

图1 483方案OD小区现状分布

从表1及图1中可以看出，483方案的划定与当时相应区域的铁路网发达程度密切相关，如：东北、华北等地区OD小区划分较为密集，其中黑龙江、山东、河北、辽宁等省份均超过或达到30个；西部地区较为稀疏，宁夏、青海、西藏等不足5个。

2.2 存在问题

1）由于行政区划调整，致使部分小区划分范围与行政区划不匹配，OD小区运量统计数据与区域社会经济等数据无法直接对应，影响了相关区域运量预测的准确度。

2）随着区域经济社会发展、路网规模增长等，我国铁路运输格局及路网结构发生较大变化，部分OD小区出现了范围划分过大或过细的问题，降低了OD数据的精确度及运用效率。

3）铁路车站统计信息相关字段设置与OD小区关联性差，需人工建立索引，给铁路运量OD交流数据的加工处理、维护更新等造成不便。

此外，还存在客货运品类设置不完善，无法满足运输产品细化分析需要等方面问题，例如：483方案OD交流分析中客运仅作为一个品类，没有细分出高速、动车、普客等；货运品类无法体现班列、快件、分箱式的集装箱运量。

3 方案优化总体思路及主要影响因素

3.1 总体思路及原则

划分交通小区的主要目的是建立各小区间的OD交流矩阵，以便研究区域内的运输情况及运输需求。全国铁路网的交通小区划分过程，本质上是对全国各铁路站点及其吸引范围归并的过程，OD交流数据是各站点间的交流数据在更高层面上的提炼、挖掘及规则化。本次划分的思路主要是统筹考虑483方案的延续性，重点围绕存在问题，结合既有及规划路网站点布局情况，分析相关站点吸引范围，并以县级行政区划为基本单元建立与各站点的关联，最终归并形成交通小区划分方案（相关层级关系见图2）。

图2 全国铁路交通小区划分层级关系图

基于上述思路，本次方案优化研究主要遵循以下原则：一是基于既有方案，确保历史数据可继承性；二是兼顾效率与精度，合理确定小区规模；三是小区划分以体现干线为主，同一小区原则上不存在两个及以上的干线交叉点，也不存在两条不交叉的干线；四是匹配行政区划，建立OD运量数据与区域经济社会发展的关联；五是兼顾路网现状与规划，近远结合，确保调整后方案长期适用。

3.2 小区划分规模及类别分析

1）数量规模分析。根据相关研究，若小区数量过多，对于预测的精度提高有限且降低了运算效率；若规模过小，则运量分配容易失真。从目前运用情况看，483方案中各小区内部的客货交流量（无法体现流量流向）占全路的比重已达10%，为提高OD交流数据的精度，有必要适当增加小区数量。根据2016年国家发布的《中长期铁路网规划》，远期我国铁路网规模将达20万km左右，规划新增的干线交汇点、口岸、尽头线重要节点等对应需增加约100多个重要节点。从OD数据与区域社会经济指标关联度看，小区数量规模宜与全国地级行政区划规模（目前为337个）相当，但考虑部分地区路网较密以及重要小区单列的情况，小区数量规模应略高于地级行政区划规模。基于上述分析和483方案运算效率实际，本次调整的OD小区合理规模确定在500～600个之间。

2）划分类别分析。对应铁路运输主要服务对象，小区类别可分为客运、货运两大类。随着我国高速铁路的快速发展，客货运输需求及分布在区域空间上的差异逐渐显现。若划分客、货两类交通小区，有利于增强运量统计、需求分析的针对性和准确性，但也存在几方面的问题：一是我国大部分铁路客货并重，两类小区的划分不利于运输总量统计和预测；二是采用两套OD小区的重要前提是客运和货运在按重点车站吸引范围进行小区划分时存在较大差异，目前483方案中这种差异存在但并不普遍，且通过适当细分小区范围可减弱这种差异的影响；三是在进行能力约束条件下的客货运量OD分配分析时，两套小区并存的可操作性较差。据此，本次调整仍采用一套交通小区划分方案。

3.3 考虑的主要影响因素

1）行政区划。现行的人口、经济、社会发展等数据统计都是以行政区划为界，以行政区划为基本单元进行小区划分能够保证相关数据容易获取，同时也能使划分的小区更容易得到社会认可。因此本次调整小区划分范围原则上与行政区划相契合。

2）路网规划。按照远近结合原则，对规划期内的相关区域路网构成、多条线路关系及主要衔接方向等予以重点考虑，保证小区划分方案较长时期内的适应性和可靠性。

3）路网结构。为提高小区运量交流分析的准确度，对于区域内同时存在两条及以上不互通的干线、两个及以上线路交叉点的小区，应结合相关线路的衔接方向予以适当区分。

4）运量情况。为提高小区运量统计的精确度，对于运量较大的区域应予以细化，对于在路网中具有重要意义的港口、口岸等节点也应单独分析。

5）能力限制点。运输能力限制点对铁路的运营管理有重要影响，应对其进行单独分析。例如对于过江铁路能力限制点，应根据站点分布及能力适应情况，深入分析江两岸分别划分为不同小区的必要性。

在上述主要影响因素之外，区域地形地貌、产业布局、车流组织方案、综合交通发展程度等均会对OD小区划分产生影响，应在其影响较为明显的小区划分中予以统筹考虑。

4 铁路运输网络交通小区划分优化调整方案

4.1 调整跨地级行政区划范围的小区

主要是以县级行政区划为基本单元，结合OD小区内主要站点合理吸引范围分析，对483方案中的203个OD小区进行了调整，同时新增了54个小区，增强了OD小区与行政区划范围的契合度。例如，原大同小区包含了行政上隶属于朔州市的右玉县、怀仁县、应县三个县级行政区划，调整后，将右玉县纳入朔州小区，怀仁县、应县二者合并新增一个小区（见图3）。

图3 大同交通小区调整示意图

4.2 调整运量描绘不精准的小区

一是合并划分过细的小区。例如，483方案中的齐齐哈尔市龙江县、泰来县2个小区运量较小，本次调整后将其与原齐齐哈尔小区合并，三者形成新的齐齐哈尔小区。二是拆分划分过粗的小区。例如，原阿拉山口、霍尔果斯两个铁路口岸同属博乐小区，为提高过境运量统计准确性，本次调整从博乐小区中拆分出霍尔果斯口岸，并纳入到伊宁小区。

4.3 调整运量分配失真的小区

本次调整原则上不把存在两个及以上干线交叉点，或存在两条不交叉的干线区域划分为一个小区。例如，原划定洛阳小区在规划期内存在焦柳、蒙华、三洋等多条铁路，且各线径路、衔接方向均不同，该方案下洛阳小区运量分配与现状差异较大。调整后，洛宁、栾川形成新栾川小区，嵩县、汝阳形成新嵩县小区，其余部分划归新洛阳小区（见图4）。

图4 洛阳交通小区调整示意图

4.4 调增中长期规划高铁交汇点、互联互通口岸站以及大型枢纽、港口、铁路物流基地等形成的新小区

对于2016年国家发布的《中长期铁路网规划》中将形成的高铁交汇点、主要互联互通口岸站、大型港口、一二级物流基地等，考虑新增部分小区。例如，纳入规划的中吉乌铁路是新亚欧大陆桥南通道的组成部分，其对应的伊尔克什坦口岸应单独列出。

根据以上调整原则及规模控制要求，基于中长期铁路网规划，对现行483个支点逐一进行分析，新增了141个小区，合并了44个小区，最终优化形成580个小区划分方案，如图5所示。

图5 调整小区分布图

4.5 优化效果

在区域分布方面，西部以拆分新增小区为主，中东部以小区范围调整为主，东北以小区合并为主。其中，西部地区OD小区增加数量占总新增数量的67%，符合铁路建设重心向西部地区转移的特点，增强了方案的长期适用性；中东部地区新增22个小区、调整10个小区划分范围，更符合中东部地区路网密度、运量较大的实际，提高了运算的精度；东北地区主要是合并了19个划分过细的小区，占合并总数的41%，减少了OD交流矩阵中的无效数据量，保证了整体运算效率。调整变化情况见表2。

表2 各省区市OD小区数量变化（调整前→调整后）

总体而言，优化调整后的OD小区划分方案与我国行政区划的契合度更高，在运量数据与相应区域社会经济发展指标数据之间，建立了更为有效的关联，不仅便于统计数据的获取，而且能够形成分析铁路客货流产生的基本单元，为铁路运量的准确分析与合理预测提供了重要参考依据。

5 相关建议

5.1 统筹新老OD小区划分方案的衔接过渡，加强OD小区调整方案的推广应用

结合运输需求预测工作的实际特点，为保证OD交流数据应用的连续性和可继承性，建议在一定时间范围内，同时运用两种OD小区划分方法进行OD交流数据归并，待580方案完成较好的基础年度数据积累后，彻底实现由原483方案到580划分方案的过渡。

5.2 改进铁路车站代码设置，建立站点与行政区划的直接关联，进一步提高交通小区运量归并的运算效率和适用范围

在进行交通小区划分时，最大量、最繁琐的工作是将近万个车站逐一与交通小区建立关联，目前是通过人工创建车站站号（十进制数字码，10 000～89 999）[5]与小区编号（1～580）的索引表来实现。为提高站间交流数据归并为OD交流数据的运算效率，建议研究在铁路车站站号等相关字段中增加行政区划代码信息的可行性，建立铁路站点与行政区划的直接关联，将我国铁路运量统计层次范围扩充至市、县级。

5.3 优化铁路客货运输品类设计，进一步增强OD交流数据的针对性和实用性

随着铁路运输供给侧结构性改革的持续深入，客货运输产品不断丰富。为增强OD交流数据的针对性和实用性，建议在既有铁路运输统计品类基础上，研究品类设计优化方案。客运方面细分统计高速铁路客流，增加高铁客运相关品类；货运方面细分高铁快件、集装箱班列等运输品类，以适应新的客货运输产品需求预测的需要。

5.4 研究构建铁路运输大数据管理、分析和服务平台

为深度挖掘并发挥OD交流数据的应用价值，建议基于优化调整后的交通小区划分方案，研究利用地理信息系统和大数据技术，开发构建一个集铁路站点及线路、运输组织方案、客货票据、行政区划社会经济数据、主要产业布局、重要资源分布等信息的大数据平台，全方位提高路网规划研究和项目前期工作水平。

6 结束语

本文提出的全国铁路网交通小区优化调整方案，提高了铁路运量统计分析工作的精度，为做深、做实需求预测，科学编制发展规划奠定了良好基础，为开展各层面的铁路规划和前期工作提供了普适性的方法。在进行区域性规划研究时，宜结合具体研究范围对580方案予以归并简化，在开展具体项目前期论证时，还应考虑各小区间其他运输方式发展情况，对相关小区划分范围予以适当调整，有针对性地用好用活580方案，切实提高运量预测的可靠性。