浅谈城市轨道交通路网承载能力

摘要：本文介绍了城市轨道交通路网承载能力的特点及影响因素，列举出几个具有代表性的评估指标的量化公式进行详解。

关键词：城市轨道交通、路网承载能力、评估指标

中图分类号： U213.2 文献标识码： A

一、引言

城市轨道交通作为缓解交通压力的一种非常有效的交通方式，以其速度快、运量大、时间准、污染少、安全性好等被越来越多的城市所采用。在轨道交通网络化运营的背景下，其运输能力问题的研究重点必将从车站与线路转向路网。城市轨道交通路网承载能力的计算与评价是一个全新的研究领域。因此，本文关于城市轨道交通路网承载能力问题的研究具有一定的必要性。

二、城市轨道交通路网承载能力的特点

从总体上看，城市轨道交通路网承载能力主要具有以下几个特点：

2.1、客观存在性

2.2、系统整体性

2.3、相关可变性

2.4、相互转化性

2.5、能力利用时效性

三、城市轨道交通路网承载能力的影响因素分析

3．1车站集散能力

车站是构成城市轨道交通路网的最基本的元素，其集散能力的大小对整个路网起着至关重要的作用。某些情况下，车站集散能力约束限制了客流抵达站台及列车的效率，从而减少了可用能力。所以车站集散能力是影响路网承载能力的一个非常重要的因素。

3．2区段通过能力

区段是构成城市轨道交通路网的最基本的元素，其通过能力大小对整个轨道交通路网起着非常重要的作用。通常情况下路网承载能力与线路通过能力正相关，即对关键区段进行扩容或添加新的区段，会增大路网承载能力。

3．3服务水平要求

度量路网服务水平的常用指标包括出行时问、费用、便捷性、安全性、可靠性、舒适性等。其中大多数指标都可以通过出行时间直接或者间接度量。因此将其作为路网服务水平的性能指标进行理论分析是较为合理的。

3．4出行需求结构

城市轨道交通运输需求内容主要包括运输客流的流量、流向、流程、流时等运输需要，路网承载能力是运输需求的函数，它随运输需求产生而产生、也随运输需求的变化而改变。所以不同于轨道交通线路、车站运输能力，整个路网的承载能力不但受线路、车站运输能力和服务水平的制约，还会受到轨道交通客运需求结构的影响。

3．5出行者择路行为

乘客选择城市轨道交通的主要原因就是方便快捷，因此乘客除因为特殊原因外，在绝大多数情况下都会选择自己认为出行时间最短的路径。出行时间主要包括乘客在区段的乘坐时间以及在换乘车站的换乘时间。由于城市轨道交通路网中拥挤效应的存在，每个乘客总是力图选择出行时间最短的路径。在均衡状态下，每个乘客都无法通过单方面改变出行路径达到减小出行时间的目的。

3．6路网结构

对于城市轨道交通路网而言，不同的路网结构其路网承载能力是不相同的。而且轨道交通路网规模从数量上反映了路网承载能力，路网是形成轨道交通路网承载能力的物质基础。一般来说，在轨道交通运输效率不变的情况下，路网规模越大，路网承载能力就越大，反之，路网承载能力就小。

3．7其它导致路网承载能力损失的原因

任意时间段中的设备空闲，故障中断造成的设备有效利用时间减少，作业延误造成的单位作业量占用设备时间增大，这三种情况是形成路网承载能力损失的最主要原因。

四、城市轨道交通路网承载能力评估指标

按不同角度进行分析，本文将路网承载能力评估指标分为可用性指标、协调性指标、均衡性指标、安全性指标。本文简单将城市轨道交通能力评估指标进行归纳，列举出几个具有代表性的评估指标的量化公式：

4.1能力可用性

1)设备设施能力利用率

ηi=CS/C×l00％，式中ηi仍为设施设备利用率，其中设施设备包括直梯、扶梯、售票机、闸机、无障碍设施、乘客信息系统、列车信息系统等，CS为设备的实际使用能力，C为设施设备的最大可用能力。

2)列车满载率

γ=P/C×100％，式中γ为列车满载率，P为列车上的客流量，C为列车定员。

3)运力资源利用率

ζi=NS/N×100％，式中ζi为运力资源利用率，其中运力资源包括车底、人员等，NS为运力资源的实际使用数量，N为运力资源的最大数量。

4.2协调性

1)客运需求满足度，客运需求满足度=完成运输人数／需求总人数×100％

2)路网

a)客运量

网络日均客运量，统计期内，网络同客运总量的平均值；网络日均出行量，统计期内，平均每日利用轨道交通网络出行的乘客数量。出行一次，换乘量为多次；网络最高日客运量，统计期内，最大的网络日客运量。

b)客运周转量，路网客运周转量=∑线路乘客乘坐里程×人数

c)换乘量，网络日均换乘客流量=网络日均客运量一网络日均出行量

d)平均旅行速度，平均旅行速度=∑运行长度×运行列车数侄列车运行时间。

e)与小汽车出行时间差，不同时段平均出行时间减去小汽车平均旅行时间。

3)线路

a)换乘通畅性

换乘平均走行时间，乘客从下车到上换乘车站台的平均走行时间；平均换乘时间，从下车到另一个站台上车花费时间；人均换乘设施面积，衡量换乘枢纽容纳乘客的能力，反映衔接换乘枢纽内换乘的拥挤程度和舒适度，人均换乘设施面积=min(换乘设施有效／换乘设施的乘客数)。

b)可靠性

准点率，列车准点率=报告期内正点列车数／计划开行列数×100％，正点列车是指列车实际到达时间与计划到达时间误差小于2min的列车；列车开行间隔时间稳定性，列车开行间隔时间稳定性=l／n×∑列车开行间隔时间标准差／计划列车开行间隔；兑现率，兑现率=∑(线路实际开行列次-N开列次)／∑线路图定开行列次×100％。

4)车站

a)乘客流线顺畅度

站内平均走行时间，从进站步行到站台的平均走形时间；站内平均延迟时间，从进站口到站台的平均延迟时间：站内最大排队长度，统计各类服务设施的最大排队队长；车站最大拥挤度，统计站内各主要设施的密度，取最大值。

b)枢纽组织有序度

衡量枢纽内的交通组织水平，是指交通枢纽内各站交通流相互干扰的程度，用冲突的点数与枢纽的营运有效面积比值。

c)车站与线路衔接度

平均等车时间，从站台到上车的平均等待时间；站台最大滞留人数，统计站台上滞留的等待上车人数。

4.3均衡性

1)时间

a)高峰时刻与非高峰时刻车底使用数比值

b)高峰时刻与非高峰时刻设备设施能力利用率比值

2)空间

列车满载率差异系数，单线列车满载率差异系数=max(单线列车满载率)。

4.4安全性

1)运营事故频率

统计期内，网络发生运营事故之间的平均运营里程。运营事故频率=(网络日均运营罩程×统计天数)／运营事故次数。

2)疏散能力，单位时间车站最大疏散人数。

五、结论

作为轨道交通最重要的参数，运输能力是运输组织的基础，也是衡量路网效率发挥效果的基本依据。在轨道交通网络化发展的背景下，路网承载能力问题的研究对于资源合理配置、运输组织优化、轨道交通大运量运输优势充分发挥以及取得更好的社会效益和经济效益等方面都具有重要意义。

参考文献：

1】张一梅．基于路的城市轨道交通系统运输能力研究[D]．北京：北京交通大学，2009．

2】朱吉双．城市道路网络承载能力影响因素分析[J]．交通运输系统工程与信息，2008，8(1)：92—97．