從上海地鐵1號(hào)線看客流預(yù)測(cè)的不確定性

1、從上海地鐵1號(hào)線看客流預(yù)測(cè)的不確定性摘要：上海地鐵1號(hào)線2005年的實(shí)際統(tǒng)計(jì)客運(yùn)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了同期預(yù)測(cè)的客流量。本文分析了城市軌道交通客流預(yù)測(cè)的不確定性，以及產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。提出對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)輸能力應(yīng)留有適當(dāng)?shù)母辉Ａ?，以?yīng)對(duì)不可預(yù)見的客運(yùn)量增長(zhǎng)，或改善乘車舒適度。隨著城市化進(jìn)程的加快、大批農(nóng)民進(jìn)城務(wù)工，預(yù)示著城市公交通客運(yùn)量大幅度增長(zhǎng)。加長(zhǎng)列車編組、提高乘車舒適度也將提上議事日程。關(guān)鍵詞：客流預(yù)測(cè)，公交客運(yùn)量，列車編組，預(yù)測(cè)不確定性，城市化。Abstrat:TheatualpassengervluestatistisfShanghaietrline1in2005isuhhigher

2、thanthenuberfreastedverthesaeperid.Thispaperanalyzestheunertaintyinurbanrailaytraffifreastandthereasnfrit.Theauthralsstatesthatthandleiththeunfreseengrthinpassengervlueriprvetheridefrt,apprpriatesurplusapaityshuldbensideredinassessingthetransprtapaityfurbanrailtransitsyste.iththeaeleratinfurbanizati

3、npress,reandrefarersetitiestapplylabr.Thepublitransprtpassengervlueinitiesillbeinsignifiantgrth.Lengtheningarshallingandiprvingridefrtillberitteninagenda.Keyrds:traffifreast、publitransprtpassengervlue、arshalling、unertaintyintraffifreast、urbanizatin一引言近年來(lái)在城市軌道交通設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)審中，經(jīng)常會(huì)聽到有些評(píng)審專家總認(rèn)為被評(píng)審項(xiàng)目的預(yù)測(cè)客流量偏大，要求對(duì)

4、預(yù)測(cè)客流進(jìn)行調(diào)整。理由是隨著遠(yuǎn)期地鐵線網(wǎng)的加密，各條線路的客流量會(huì)隨之減少。因而減小預(yù)測(cè)客流量，可以縮小車站土建規(guī)模，降低工程投資。也有專家對(duì)此持不同意見。認(rèn)為地鐵是百年大計(jì)，車站一旦建成將來(lái)就無(wú)法進(jìn)行改建?？紤]到我國(guó)的城市正處在發(fā)育擴(kuò)張時(shí)期，以及客流預(yù)測(cè)的階段性和不確定性，地鐵設(shè)計(jì)應(yīng)該為以后應(yīng)對(duì)超出預(yù)測(cè)客流的客運(yùn)量增長(zhǎng)，改善乘車舒適度留有余地。主張對(duì)地鐵設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力留大不留校這樣做雖然會(huì)增加少量的一次性投資，但對(duì)城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。1999年為進(jìn)行上海地鐵1號(hào)線北延伸線設(shè)計(jì)，申通公司委托某研究所預(yù)測(cè)地鐵一號(hào)線北延伸線的客流。預(yù)測(cè)范圍自莘莊站至泰和路站。此次客流預(yù)測(cè)的結(jié)果見下表

5、。上海地鐵一號(hào)線各年限預(yù)測(cè)客運(yùn)量預(yù)測(cè)年限客運(yùn)量2005年2012年2027年全日客運(yùn)量（萬(wàn)人次）68237238高峰高斷面流量（萬(wàn)人次）2.187.066.33由該表可以看出，2005年全日預(yù)測(cè)客流量為68萬(wàn)人次，高峰小時(shí)最大斷面客流量為2.18萬(wàn)人次。上海地鐵1號(hào)線一期工程新龍華火車站段于1990年通車運(yùn)營(yíng)，1995車4月向南延伸到莘莊車站，2004年12月向北延伸到共富新村車站。線路全長(zhǎng)28.795k，設(shè)25座車站。目前地鐵1號(hào)線列車為6輛編組，現(xiàn)有列車37列，高峰小時(shí)開行20對(duì)列車，上?；疖囌疽阅闲熊囬g隔為3in，北段到共富新村的行車間隔為9in。根據(jù)上海地鐵運(yùn)營(yíng)公司2005年的統(tǒng)計(jì)資料

6、，地鐵1號(hào)線2005年全年完成客運(yùn)量29479.3萬(wàn)人次，平均日客運(yùn)量80.77萬(wàn)人次。16月份高峰時(shí)段最大斷面客流保持在3.53.9萬(wàn)人。7月、8月份最大斷面客流達(dá)到了4.4.13萬(wàn)人。將1號(hào)線的實(shí)際客運(yùn)量與預(yù)測(cè)客流量相比，預(yù)測(cè)全日客流量比實(shí)際客運(yùn)量小20%，預(yù)測(cè)高峰小時(shí)斷面客流量比實(shí)際客流量小89%。爆出了客流預(yù)測(cè)的軟肋，首次證明地鐵預(yù)測(cè)客流量比實(shí)際客運(yùn)量偏校這一問題的出現(xiàn)，意義重大，值得我們深思研究。二地鐵客流預(yù)測(cè)方法簡(jiǎn)介客流量是城市軌道交通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料。為進(jìn)行軌道交通設(shè)計(jì)，必須知道未來(lái)年度的客運(yùn)量。由此確定車站站臺(tái)長(zhǎng)度，各個(gè)時(shí)期的列車編組輛數(shù)、配屬列車數(shù)量、供電設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備的容量等

7、。因此預(yù)測(cè)客流量在城市軌道交通設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。目前城市軌道交通客流預(yù)測(cè)都是采用“四階段”預(yù)測(cè)法。即出行發(fā)生與吸引預(yù)測(cè)，交通分布預(yù)測(cè)，交通方式劃分預(yù)測(cè)和交通分配預(yù)測(cè)。由此得到初期、近期和遠(yuǎn)期的公交D表，然后按交通方式劃分的比例，得出軌道交通的站間D表。在此基礎(chǔ)上計(jì)算出各年度的上下車客流量和區(qū)間斷面客流量。為了分析客流預(yù)測(cè)的不確定性，需要把各階段的預(yù)測(cè)方法做一個(gè)簡(jiǎn)要說明。1出行發(fā)生與吸引預(yù)測(cè)出行發(fā)生與吸引預(yù)測(cè)，一般是按交通小區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通常采用增長(zhǎng)率法或原單位法進(jìn)行預(yù)測(cè)。原單位法的計(jì)算原則通?？煞譃椋孕^(qū)未來(lái)居住人口、流動(dòng)人口和人均出行次數(shù)，計(jì)算出各小區(qū)未來(lái)全方式的出行量。和以不同用途

8、的土地面積或工作面積，以及單位面積平均發(fā)生的交通量來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中以居住人口、流動(dòng)人口和人均出行次數(shù)預(yù)測(cè)法用的比較普遍。2出行分布預(yù)測(cè)出行分布預(yù)測(cè)是采用增長(zhǎng)率法、重力法或概率模型法，將各交通小區(qū)規(guī)劃年的出行發(fā)生量與吸引量，轉(zhuǎn)化為各小區(qū)間的交換量D表。它反映了各小區(qū)間交通量的大小和流向。重力法是出行分布預(yù)測(cè)中常用的方法。他的基本假設(shè)是兩個(gè)交通小區(qū)間的出行分布量與兩個(gè)小區(qū)間的出行發(fā)生量和出行吸引量成正比，與小區(qū)間的出行距離或廣義出行費(fèi)用成反比。廣義出行費(fèi)用也叫分布阻抗，包括小區(qū)之間的出行距離、出行時(shí)間及出行費(fèi)用。將未來(lái)年各交通小區(qū)的發(fā)生量和吸引量代入公式，可得各預(yù)測(cè)年度居民全方式出行分布矩陣。3出

9、行方式劃分預(yù)測(cè)出行方式劃分預(yù)測(cè)，是在出行分布預(yù)測(cè)得到的D矩陣基礎(chǔ)上，將各小區(qū)間的交換量轉(zhuǎn)化為交通方式。如步行、自行車、公共汽車、軌道交通、出租車和私家車等各種交通方式承擔(dān)D的比例。根據(jù)預(yù)測(cè)年度的城市道路罔、公交和軌道交通線罔，計(jì)算出初期、近期、遠(yuǎn)期公交的出行時(shí)間和費(fèi)用矩陣，通過交通方式競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而可得未來(lái)年公交類出行D。4交通分配預(yù)測(cè)交通分配預(yù)測(cè)，是將公交類出行D量，通過行程時(shí)間、換乘時(shí)間、出行費(fèi)用之間的競(jìng)爭(zhēng)，從而確定軌道線路的客流量。進(jìn)而可得出軌道交通各車站的乘降量、站間D和斷面客流量。交通分配預(yù)測(cè)常用重力模型，假定小區(qū)之間的交通量與兩個(gè)小區(qū)間的發(fā)生量、吸引量成正比，與兩個(gè)小區(qū)間的距離成反比。

10、交通分配的基本參數(shù)有，路段走行時(shí)間函數(shù)，軌道交通旅行速度和高峰小時(shí)率等。三客流預(yù)測(cè)的不確定性分析前面已經(jīng)說明，2005年上海地鐵1號(hào)線平均日客流量，超過了同年預(yù)測(cè)客流量的20%，高峰小時(shí)斷面客流超過預(yù)測(cè)的89%。由此證明了客流預(yù)測(cè)存在著不確定性。也不像某些專家所說的那樣，預(yù)測(cè)客流量總是比實(shí)際客流量偏大。上海地鐵1號(hào)線的這一現(xiàn)象看似偶然，筆者認(rèn)為卻是必然結(jié)果。理由如下：1客流預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度不高預(yù)測(cè)學(xué)是一門新的學(xué)科，是人們對(duì)未來(lái)事物進(jìn)行預(yù)言和猜想的一種手段。盡管目前使用的預(yù)測(cè)方法很多，但其理論基礎(chǔ)都源自統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)。就是根據(jù)已有的社會(huì)統(tǒng)計(jì)樣本資料，經(jīng)過分析處理得到一套擬合數(shù)學(xué)模型，再以此模型外推預(yù)測(cè)年度

11、的客流量。也就是把目前樣本的形態(tài)擴(kuò)大到未來(lái)年度。一般而言，現(xiàn)有的各種預(yù)測(cè)方法，用在短期預(yù)測(cè)(0.53年)可信度較高。預(yù)測(cè)的時(shí)間跨度越長(zhǎng)，其準(zhǔn)確度越低。地鐵客流量預(yù)測(cè)的時(shí)間跨度長(zhǎng)達(dá)2530年，其可信度自然不高。2客流預(yù)測(cè)參數(shù)的可變性在客流預(yù)測(cè)中使用的一些技術(shù)參數(shù)是可變的。如在交通發(fā)生與吸引預(yù)測(cè)中用的居民出行次數(shù)，小區(qū)人口、流動(dòng)人口數(shù)量，小區(qū)土地利用規(guī)劃。在出行方式劃分預(yù)測(cè)中，各種交通方式承擔(dān)交通量的比例。在交通分配預(yù)測(cè)中使用的路徑阻抗(路段行駛時(shí)間、費(fèi)用和交叉口延誤時(shí)間)等，不同的預(yù)測(cè)人員在標(biāo)定預(yù)測(cè)模型時(shí)，都是按照自己的思路決定相關(guān)參數(shù)的取值。因此不同預(yù)測(cè)人員的預(yù)測(cè)結(jié)果也會(huì)有差別。因此可以說，客

12、流預(yù)測(cè)得到的只能是近似值。他不是做數(shù)學(xué)計(jì)算1+1=2。3城市規(guī)劃的不穩(wěn)定性城市總體規(guī)劃是地鐵客流量預(yù)測(cè)的基矗隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市人口在增加。據(jù)了解到2020年我國(guó)將有3億農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)入城市，北京市2006年已有113萬(wàn)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)入工業(yè)。城市的土地利用規(guī)劃也經(jīng)常變動(dòng)。為適應(yīng)這種變化，我國(guó)的城市總體規(guī)劃每隔十年修改一次。而城市軌道交通建設(shè)僅憑當(dāng)前一次客流量預(yù)測(cè)定終身，經(jīng)過若干年之后，在交通需求與供給之間必然會(huì)出現(xiàn)較大的矛盾。4客流預(yù)測(cè)的階段性目前城市軌道交通客流量預(yù)測(cè)，都是用近十幾年的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)定數(shù)學(xué)模型。即用當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)模式外推得到一套客流預(yù)測(cè)結(jié)果。幾十年之后，隨著國(guó)家建設(shè)的發(fā)展和經(jīng)

13、濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大，如果再對(duì)同一條軌道交通線路重新進(jìn)行客流預(yù)測(cè)，使用的技術(shù)參數(shù)也隨之發(fā)生變化，這時(shí)的預(yù)測(cè)結(jié)果肯定會(huì)比原來(lái)的客流量大。國(guó)外地鐵的發(fā)展歷史也證明了這一點(diǎn)。已有近百年地鐵歷史的發(fā)達(dá)國(guó)家城市，其車內(nèi)乘客仍然很擁擠，甚至要用人推才能關(guān)上車門。這從側(cè)面說明了城市的現(xiàn)狀客流量已經(jīng)大大超過了當(dāng)初預(yù)測(cè)的客流量。我國(guó)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定地鐵的使用期為100年，目前我們只能預(yù)測(cè)未來(lái)30年的客流量，怎樣彌合這一巨大差距，是今后需要研究的課題。5地鐵開發(fā)效應(yīng)的影響實(shí)踐證明，地鐵對(duì)引導(dǎo)和帶動(dòng)沿線開發(fā)具有特殊作用。隨著地鐵的修建，線路兩側(cè)就會(huì)出現(xiàn)超出原有城市規(guī)劃的高強(qiáng)度開發(fā)，帶動(dòng)沿線房地產(chǎn)升值。也為地鐵帶來(lái)巨大的客流

14、量。事情的經(jīng)過是客流量預(yù)測(cè)在前，高強(qiáng)度開發(fā)在后。這是造成2005年上海地鐵1號(hào)線的實(shí)際客運(yùn)量，超過當(dāng)年預(yù)測(cè)客流量的原因之一。上海地鐵1號(hào)線未延伸到莘莊以前，線路兩側(cè)都是村鎮(zhèn)和農(nóng)田，在此背景下進(jìn)行了北延伸線的客流預(yù)測(cè)?，F(xiàn)在由錦江樂園至莘莊線路兩側(cè)都是新建的住宅小區(qū)，兩側(cè)的居民都是以地鐵為出行工具。高峰時(shí)段地鐵列車在南段的載客量已達(dá)到6070%。進(jìn)入市區(qū)后車內(nèi)更加擁擠。四幾點(diǎn)體會(huì)1上海地鐵1號(hào)線2005年的實(shí)際客流量，已大大超過了2005年的預(yù)測(cè)客流量。說明地鐵預(yù)測(cè)客流量并不是總是偏大.的。上海地鐵1號(hào)線的經(jīng)驗(yàn)說明其預(yù)測(cè)的客流量偏校那些已有百年地鐵歷史的發(fā)達(dá)國(guó)家地鐵仍然很擁擠，也從反面證明了其原來(lái)的預(yù)測(cè)客流量偏校這是由于客流預(yù)測(cè)方法本身的缺欠，以及城市總體規(guī)劃不斷地變化造成的。2地鐵的使用期限為100年，我們又無(wú)法預(yù)測(cè)今后100年的客流量。地鐵車站一旦建成要改造很困難。東京地鐵4號(hào)線原來(lái)按4輛編組站臺(tái)改建為6輛站臺(tái)，總共用了15年時(shí)間。因此，筆者認(rèn)為在地鐵車站設(shè)計(jì)上應(yīng)該看的遠(yuǎn)一點(diǎn)，給地鐵以后的發(fā)展多留一點(diǎn)余地是十分必要的。4筆者曾對(duì)A型車、B型車5輛編組和6輛編組的車站方案進(jìn)行過分析比較。結(jié)果表明，對(duì)于A型車、B型車來(lái)說，6輛編組的車站比5輛編組的車站只增加34%的土建工程投資，而系統(tǒng)運(yùn)輸能力可增加20%。5我國(guó)是世界人口大國(guó)，隨著城