深圳市城市轨道交通路径动态可达分析与评价

地铁、公交等公共交通方式对城市居民出行具有重大影响，凭借轨道交通的安全、舒适、可靠等诸多优点，近年来部分大城市的地铁客流处于快速增长阶段。迅速增长的客流给地铁管理和运营工作带来了巨大的挑战，其中一个重要的问题就是末班车衔接。部分城市（如中国的北京、上海、深圳，美国的华盛顿特区等）为了进行轨道检修、车辆维修等，城市轨道交通将会在夜间停止运营，导致部分乘客因为赶不上末班车，或者经过换乘之后无法赶上另一条线路末班车而无法到达目的地。相反，这些乘客只能转乘公交或出租车等完成出行，代价是花费更多的时间或是花费更多的金钱。

国内外学者对国内外动态可达性均有一定研究，主要集中在网络路径搜索算法与末班车路径方面。本文基于上述研究，针对深圳市轨道交通出行路径的动态可达性进行分析。

1　轨道交通路径动态可达

在时间约束下，轨道交通出行路径的可达情况会受到列车运行图的影响。由于各线列车的运营时间不同（由于客流水平和经济性因素的制约，我国各城市的轨道交通网络尚未实现地铁的24小时全天候运营），网络上各站之间的可达关系在一天中是动态变化的——这就导致会有乘客在起始站点购票成功，但是经过一次或多次换乘后，需换乘的线路早间尚未开始或晚间己停止运营以致无法抵达目的车站；或是虽然能够成功到达目的车站，但换乘上不衔接，难以准确有效地选择合适的出行路径。随着轨道交通网络规模的不断扩大，网络静态可达性的提升，换乘路径的走向将变得越发错综复杂，上述换乘不衔接的情况将会越来越频繁，这将显著影响轨道交通的可达性，降低其服务水平，既浪费乘客时间，又造成乘客经济利益的损失，进而影响轨道交通的乘客选择。

以深圳轨道交通2017年4月为例，分析路网上OD对随着时间推进的连通可达情况，网络共有167个车站，38932个OD对，路网OD对不可达统计结果如表1和图1所示。

表1　路网OD不可达统计表

图1　路网OD不可达统计图

从图1可以看出，随着时间的推进，路网中OD对的不可达数量逐步增加，至00:30前，所有OD对全部不可达；22:00～23:00，OD对间的可达性程度下降最多，这与该段时间大部分线路23点开始停止运营有关。

以市民中心站为例，对路网OD不可达情况进行分析说明。图2展示了市民中心站出发，随着时间的推进到全路网其他车站的可达情况，市民中心站为网络中的中心车站，图中红色表示市民中心站所在位置，绿色表示网络中的车站可通过任意路径到达，黄色表示连通该OD对的路径中部分可达，白色表示连通该OD对的所有路径均不可达。

图2　市民中心站往全路网方向的动态可达情况

从图2以看出，22:00时，市民中心站到全路网其他车站均可达；22:30后，OD间部分路径已不能赶上3、5号线的末班车，3、5号线沿线车站均存在不可达的情况；23:00后，大部分线路的末班车不能乘坐，部分线路的车站存在可能可达的情况；24:00后，网络上所有车站均不可达。此外，在时间约束的路径动态可达性还表现为：对于首班车来说，其衔接不合理可能引发乘客等待时间的加长，但出发车站与目的车站之间仍然可达；对于常规其他时段来说，乘客出发时刻和路径选择的不同则会普遍地造成可达水平的差异——进站时刻和列车运行图决定了路径的出行耗时，在其他条件不变的情况下，同一条路径的出行耗时随出行时段的不同而不同。例如，早高峰选择时段和平峰选择时段的路径耗时就可能不同，致使其可达水平存在差异。

2　影响因素分析

造成轨道交通网络路径具有动态可达性的主要原因有以下四点：

2.1　换乘路径的多样性和运营时段的不同

由于网络结构复杂、换乘节点多，乘客在两站之间的出行通常有多条路径可以选择，而不同的路径往往途经不同换乘站；由于各线路和各换乘站不同方向的运营结束时间不尽相同，各OD间的可达性是随着时间变化而动态发生变化的，即衔接方案具有动态变化性（OD之间的动态可达）。

2.2　换乘时间的不确定性

由于乘客需要在换乘站走行换乘，而走行需要的时间因人而异，存在一定的不确定性；同换乘站间不同换乘方向的走行路径也不同。因此，在每个换乘节点不同换乘方向具有一个换乘时间范围，这一时间范围的上界值是保证行走速度较慢的人能从车头或车尾在这个时间范围内完成换乘；下界值是完成该方向换乘至少所需要的时间。所以，不同乘客所需的换乘时间有差异，相同的出发时刻和出行路径可能会产生不同的出行时间花费——在其他条件相同的情况下，有的乘客能够赶上换乘列车，有的乘客则会错过换乘列车。

2.3　换乘衔接的不确定性

由于列车在车站的到达和出发时间是离散的，这里引申出换乘衔接的问题，换乘上的不衔接也会大大影响路径的可达性。以A路径和B路径为例，A路径的花费时间较B路径的花费时间短，但是A路径中线路列车开行间隔时间过长，致使很大概率乘客需要等候很长时间等待才能乘坐换乘后列车，这就导致在某种时间约束下B路径的动态可达性反而较A路径要高。

2.4　运营延误、运营中断的影响

由于轨道交通网络结构庞大、列车运行方式多样、涉及部门众多等特点，常常发生列车运营延误或运营终端的情况，一旦发生列车延误等突发事件，轨道交通网络上的相关断面将无列车运行，经过这些断面的路径将变为不可行，最终导致选择该类路径出行的大量乘客将受到影响。

3　结语

在实际出行中，轨道交通出行路径的可达性不仅包含物理层面的可达，还受到乘客出行时间的约束、列车运行计划的制约等因素的影响，即使是物理层面可达的出行路径，若是时间上无列车衔接以供乘客乘坐，实际也是不可达的路径。因此，城市轨道交通网络的路径的可达性是动态变化的。一方面，网络出行路径是否可达受运营时间段和换乘衔接所影响，物理结构上可达的路径不一定在时间上可达，只有同时满足物理可达和时间可达的路径才是真正意义上的可达路径；另一方面，列车运行图影响了出行路径的花费时间，在其他条件不变的情况下，同一条路径的出行花费时间随着时段（高峰、平峰）的不同而不同，其路径的可达程度是动态变化的。

参考文献

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（作者姚国如供职于深圳地铁集团有限公司运营总部调度中心）