摘要：交通換乘功能是城市交通樞紐的核心功能之一，交通樞紐的交通換乘能力及樞紐內部客流交通組織狀況是評價(jià)樞紐綜合性能的重要指標。本文結合東直門(mén)交通樞紐工程實(shí)踐就交通樞紐的交通換乘及客流交通組織評價(jià)問(wèn)題進(jìn)行探討。引進(jìn)交通分布原理，將每種交通方式近似看作為一個(gè)交通源，其服務(wù)范圍看成為交通影響區，對樞紐內交通方式間的換乘量進(jìn)行分析與預測。在充分考慮行人的舒適性、安全性和可靠性等定性評價(jià)的基礎上，以乘客步行距離作為評價(jià)樞紐客流交通組織的主要量化指標。測算行人最大步行距離、平均步行距離、繞行系數評價(jià)樞紐布置的方便性，進(jìn)而評價(jià)樞紐內部布局設計的合理性。

　　關(guān)鍵詞：交通樞紐 換乘 出行分布 交通組織評價(jià)

　　一、交通換乘分析

　　1.概述

　　城市交通樞紐是車(chē)流與人流的集散地。多種交通方式在樞紐中匯聚，人流與車(chē)流形成交通樞紐內的兩大矛盾。一般，大城市交通樞紐中至少集中了地鐵、公共交通、行人、自行車(chē)與社會(huì )及出租車(chē)輛等多種交通方式。因此，交通樞紐可以看成是一座大規模的交通流換乘中心，是各種交通工具間交通流量交換的主要場(chǎng)所，提供各交通流量間的高效、快速、安全交換。交通換乘功能是城市交通樞紐的核心功能之一。交通樞紐的交通換乘能力及相應的服務(wù)水平是評價(jià)其綜合性能的重要指標。分析與預測城市交通樞紐中各種交通方式間的乘客交換量可以為確定交通樞紐建設的合理規模，各種交通工具在樞紐中的布局分布等提供依據。

　　2.影響換乘量的因素

　　交通換乘量受出行時(shí)間、費用、舒適性及安全性等多種因素的影響。根據出行目的的不同，人們會(huì )選擇不同的交通工具。自行車(chē)和步行一般適宜于近距離出行，費用低但舒適性與安全性差。地鐵的優(yōu)勢是快速準點(diǎn)，但其服務(wù)面積較窄，只對其沿線(xiàn)產(chǎn)生作用，而公共交通的覆蓋面則較廣。出行時(shí)間短且費用低的交通方式的交通需求必然較大，相應的其換乘量較大。但對換乘量起決定性作用的因素是各種交通工具服務(wù)范圍內的出行需求的多少。

　　3.交通換乘量分析的基本思路

　�。�1）換乘分析原理

　　交通樞紐中各種交通方式的出行總量可以用傳統的預測手段根據現狀交通、土地利用和經(jīng)濟情況及發(fā)展趨勢分析得到，但是各交通方式之間未來(lái)的交換量的確定是十分復雜的。交通換乘量即為樞紐區域內各種交通方式之間交換的客流量，換乘結果可以用矩陣的形式表達。在四階段法進(jìn)行交通預測時(shí)，出行分布的預測就是將各交通小區產(chǎn)生和吸引的交通量轉換成各交通小區之間的出行交換量，出行分布的結果為O-D表。從以上分析可以看出樞紐換乘量分析與出行分布預測有一定的相似之處。根據樞紐交通換乘的這一特點(diǎn)，本文引入交通分布分析原理與方法對換乘量進(jìn)行分析與預測，將各種交通方式的換乘量組成一換乘矩陣。通過(guò)現況調查得到現狀樞紐區域范圍內各種交通方式的換乘矩陣，再利用出行分布的計算方法得出未來(lái)的換乘量。

　�。�2）交通小區的確定

　　將每種交通方式近似看作為一個(gè)交通源，由于各種交通方式自身的特點(diǎn)，各交通工具有不同的服務(wù)范圍，而這些范圍就是交通影響區，各影響區均產(chǎn)生和吸引大量的交通出行。對每一交通影響區來(lái)說(shuō)，出行不但量大且非常復雜：從出行目的上看，這些交通出行可能是在本交通影響區內完成的，或是進(jìn)出其它交通影響區。在出行方式上，可以有步行、自行車(chē)、公交、地鐵等多種方式。另外，出行選擇的路徑更是多種多樣，部分出行會(huì )選擇交通樞紐換乘，有相當數量的出行不通過(guò)樞紐就能完成。在交通樞紐的換乘分析中，將所有交通出行量都作詳細考慮是不必要的，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，僅選擇進(jìn)出交通樞紐的出行為計算對象，以這種情況下的交通出行量作為整個(gè)交通影響區的代表值。

　　這時(shí)的交通影響區的產(chǎn)生量（Pi）、吸引量（Ai）就等于未來(lái)年進(jìn)出交通樞紐的交通流量值，可以根據經(jīng)濟增長(cháng)與交通增長(cháng)的相關(guān)性或直接從規劃部門(mén)的要求算得。

　　4.換乘分析模型

　　在換乘分析中采用重力模型法，兩個(gè)地方之間的相互作用的交通量（Tij）與兩個(gè)地方的土地使用密度大�。↙oi，Ldj）的乘積成正比，與由一個(gè)地方到另一個(gè)地方受到的交通阻抗（可用一個(gè)函數f（tij））成反比。此阻抗函數可用出行距離的長(cháng)短、行程時(shí)間的長(cháng)短及費用的大小或使用分布函數來(lái)表示。由于交通是土地使用的函數，所以可用交通分區的出行產(chǎn)生數（Pi）和出行吸引數（Ai）來(lái)反應交通分區土地使用密度的量度。其基本表達式為：Tij=K*Pi*Aj/f（tij），其中K為單位換算常數，對此公式相關(guān)參數進(jìn)行標定，就可得出各區間的出行。

　　5.東直門(mén)交通樞紐換乘量分析

　　根據上述方法與原理對北京東直門(mén)交通樞紐的換乘量進(jìn)行分析。在東直門(mén)交通樞紐區域內設站的交通工具主要有環(huán)線(xiàn)地鐵、東直門(mén)至西直門(mén)的城市輕軌鐵路、市區公共交通、遠郊區及長(cháng)途公共交通、機場(chǎng)高速鐵路等。此外，自行車(chē)與行人也參與交通流量的換乘。各種交通工具有其特定的服務(wù)區范圍，如行人、自行車(chē)的服務(wù)區可認為在樞紐附近的一個(gè)范圍，主要解決東直門(mén)周邊街道及公建等的日常出行；城區公共交通主要是為其沿線(xiàn)市民的出行提供服務(wù)；近郊區公共交通的服務(wù)范圍主要為北京市周邊近郊地區，對東直門(mén)樞紐而言主要指北京的東北近郊；進(jìn)出東直門(mén)的遠郊公共交通主要是為順義、懷柔、密云、平谷幾個(gè)郊縣進(jìn)出北京市區服務(wù)，這些區域內進(jìn)京的客流量必然要影響換乘量；地鐵的服務(wù)范圍主要是二環(huán)路沿線(xiàn)以及一線(xiàn)地鐵經(jīng)過(guò)的附近區域，這些區域內所產(chǎn)生的交通流量都有可能在東直門(mén)交通樞紐換乘；城鐵主要解決了北部市區及近郊進(jìn)出市中心區方向的交通，其中進(jìn)出東直門(mén)的交通量主要為東北部市區及近郊。

　　上述各交通工具服務(wù)區域的交通需求是影響東直門(mén)交通樞紐換乘量的決定性因素，某一區域內交通需求的增長(cháng)必然會(huì )導致?lián)Q乘量的增大，反之亦然。

　　根據預測，未來(lái)年各種交通工具進(jìn)出東直門(mén)交通樞紐的客流總量，即Pi、Ai值如下表：

　　2012年?yáng)|直門(mén)樞紐區各種交通方式登降總量（單位：萬(wàn)人次）

　　重力模型計算中采用美國的交通規劃專(zhuān)用軟件TRANSCAD，輸入各交通方式，也即交通區的產(chǎn)生吸引量值以及相關(guān)的一些控制參數，可得換乘矩陣及各種交通方式的交通換乘量，見(jiàn)圖表。根據模型計算得出的換乘矩陣可以用于進(jìn)行各種交通工具換乘關(guān)系研究。

　　由計算結果可知，地鐵與城鐵間的換乘量最大，達到10萬(wàn)人/日。這是因為在北京市區中軸線(xiàn)以東，地鐵與城鐵連線(xiàn)貫穿了整個(gè)市區，是南北向快速交通的大通道，市區南北方向的交通流量將有相當部分使用地鐵和城鐵這兩種交通工具，而中南部市區到北部市區的交通必然要在東直門(mén)地區換乘，這是換乘量大的主要原因。此外，由于軌道交通的高效性，對交通有一定的吸引作用，這是另外一個(gè)重要原因。在圖表中，各公交車(chē)與地鐵、城鐵間也有相當的換乘量，這是由東直門(mén)交通樞紐的主要功能定位決定的——提供市區與郊區交通流間的換乘。

　　二、樞紐內部客流交通組織評價(jià)

　　交通樞紐區內部客流組織設計是整個(gè)樞紐設計的重要組成部分，客流交通組織的合理與否直接影響交通樞紐性能的發(fā)揮，甚至對于與樞紐相連接的外部路網(wǎng)，其交通通暢與否也與樞紐的客流組織密切相關(guān)。城市交通樞紐具有規模大、流量大、交通方式復雜等特點(diǎn)，因此樞紐區內的客流交通組織顯得尤為重要。

　　1.客流交通組織原則

　　城市交通樞紐內部的大客流量要求在進(jìn)行交通樞紐設計和客流組織時(shí)必須滿(mǎn)足以下原則：

　　1）人流與車(chē)流的行駛路線(xiàn)嚴格分開(kāi)，以保證行人的安全和車(chē)輛行駛不受干擾。

　　2）客流在樞紐區的有限的空間里能夠進(jìn)行交換，不發(fā)生滯留和過(guò)分擁擠現象。

　　3）滿(mǎn)足換乘客流的方便性、安全性、舒適性等一些基本要求。

　　這些客流設計的基本要求也是評價(jià)客流交通組織合理性的重要方面。

　　2.客流交通組織評價(jià)方法

　　交通樞紐的客流評價(jià)涉及到乘客在樞紐中所感受到的方便性、安全性、舒適性等很多問(wèn)題，這些方面都難于單純從定量或是定性的方面去考慮。因此，本研究把客流交通組織評價(jià)分為兩部分，即定性評價(jià)與定量分析同時(shí)考慮。本次研究就是在定性評價(jià)的基礎上，對某些指標提出量化標準，使評價(jià)結果更為直觀(guān)、明了。

　�。�1）定性評價(jià)

　　從乘客換乘的舒適性、可靠性、安全感和經(jīng)濟性等方面對樞紐內客流的換乘給出定性的好壞程度的評判。舒適性包括惡劣天氣下的保護、氣候調節、公交站停車(chē)棚和其它因素�？煽啃园�括照明、開(kāi)闊的視野等。安全性是指行人與機動(dòng)車(chē)分離。經(jīng)濟性因素與行人的旅行延誤和不方便性的相關(guān)費用有聯(lián)系。

　�。�2）定量指標

　　方便性是樞紐內客流交通的重要指標之一。影響方便性的因素很多，如步行距離、路線(xiàn)的直接性、坡度等，其中步行距離是方便性的決定因素。在樞紐區內乘客步行的距離是由其平面及豎向布置決定的，如果步行距離太長(cháng)，出行的總時(shí)間也會(huì )增長(cháng)，影響了居民出行的效率。此外，樞紐區內步行距離太長(cháng)，必然使大量客流長(cháng)時(shí)間停留于樞紐區內，管理范圍增大，工作壓力增加，樞紐區內乘客由于疲勞也產(chǎn)生厭煩情緒。另一方面，步行距離的計算較為簡(jiǎn)捷。因此，本研究中采用步行距離為主要評價(jià)指標進(jìn)行分析。

　　3.客流交通組織評價(jià)指標

　�。�1） 最大步行距離

　　對乘客步行距離進(jìn)行分析時(shí)，首先要考慮行人的最大步行距離。從某一種交通工具登降的乘客，由于其來(lái)源不同，步行的距離也不相同。如乘地鐵的人可能會(huì )來(lái)自城區公交或自行車(chē)換乘等交通方式，這些人有不同的步行距離。綜合所有的出行距離，可得出其中的最大值，這個(gè)值代表樞紐區內行人運行的可能的最長(cháng)路徑，當最大步行距離超過(guò)人能接受的范圍時(shí)（500米），認為有一部分人將會(huì )步行很長(cháng)距離，這時(shí)樞紐區的客流交通組織需要進(jìn)行調整。

　�。�2）樞紐的平均換乘步行距離

　　對整個(gè)交通樞紐來(lái)說(shuō)，平均步行距離是樞紐區客流組織的另一個(gè)重要指標，平均出行距離小，整個(gè)交通樞紐運行效率也高，反之亦然。由于各不同交通方式間的換乘量不同，計算平均步行距離的取值應以換乘量為權重。設幾種交通方式間的換乘量分別為Q12、Q13.……，步行距離平均為L(cháng)12、L13.……，則平均距離的表達式為：

　　La_t=ΣQij×Lij/ΣQij.

　　考慮到人在水平面步行和豎向步行（上、下樓）心理與體力消耗的不同，取

　　Lij=Hij+K×Vij；

　　式中：Hij為水平距離，Vij為豎向高程差，K為上、下樓距離增大系數，上樓取4.0，下樓取2.0（如選擇自動(dòng)扶梯可取1.0）。

　�。�3）各種交通工具的平均步行距離

　　在某一種交通工具上登降的乘客，其步行距離也是交通組織的高效性與合理性的一個(gè)重要參考，仍用加權平均步行距離來(lái)計算，計為L(cháng)a_s，其計算表達式為L(cháng)a_s=ΣQi*Li/ΣQi，其中Qi、Li為與某一種交通方式相聯(lián)系的乘客換乘量。

　�。�4）繞行系數

　　換乘乘客的步行距離與車(chē)站在樞紐區的平面布置有直接關(guān)系，在實(shí)際工程中，車(chē)站的平面布置經(jīng)常受規劃等種種條件限制，其位置基本被限定。在這種情況下，對客流組織的評價(jià)不能僅僅以步行距離的長(cháng)短來(lái)衡量，還應當考慮在這種平面布置下乘客繞行的距離的長(cháng)短。設在兩車(chē)站間，理想的步行距離為Sij，乘客實(shí)際步行距離為L(cháng)ij，則定義繞行系數a= Lij/ Sij.

　　綜上所述，在評價(jià)行人利用樞紐的的方便性時(shí)，首先要測算行人的最大步行距離，并根據行人的交通特性評定其合理性。其次計算整個(gè)樞紐客流的平均步行距離，評價(jià)樞紐整體的運行的效率。對每一種交通方式，計算其登降乘客的平均步行距離后，可以以此值評價(jià)其設置的合理性。對主要交通流向的客流繞行情況，可用繞行參數進(jìn)行評價(jià)。除以上定量分析樞紐客流組織外，還將從定性的角度評價(jià)客流的舒適性、安全性、可靠性、經(jīng)濟性。

　　4.東直門(mén)交通樞紐客流組織評價(jià)

　　在上述定性與定量評價(jià)指標的基礎上，根據東直門(mén)交通樞紐各種交通方式車(chē)站及換乘通道的布局安排，對該樞紐內部客流組織進(jìn)行評價(jià)。

　�。�1）評價(jià)程序

　　東直門(mén)交通樞紐總共分為五個(gè)層面，各層之間通過(guò)連通通道實(shí)現客流的轉換。在進(jìn)行樞紐客流交通組織評價(jià)時(shí)可以依據樞紐內各層的功能定位所決定的各種交通工具的客流流線(xiàn)來(lái)評價(jià)。具體步驟如下：

　　1）確定某種交通工具與其它交通工具換乘時(shí)的路線(xiàn)。

　　2）各換乘路線(xiàn)的舒適性、安全性、可靠性、經(jīng)濟性等指標做出定性評判。

　　3）計算不同換乘路線(xiàn)的步行距離。

　　4）計算樞紐區平均步行距離及換乘層面的繞行系數。

　�。�2）換乘層面

　　東直門(mén)交通樞紐五個(gè)換乘層面布置及功能如下：

　　高速鐵路層——高速鐵路起點(diǎn)站，位于樞紐頂層。

　　平臺層——綠化廣場(chǎng)以及公建車(chē)輛、人員進(jìn)出的運作層面。

　　公交層——城區、近郊及長(cháng)途公共交通以此為起、終點(diǎn)，公交車(chē)的落客、上客均在這一層實(shí)現。

　　人流周轉層——人流集散中心，到地鐵和城鐵站臺的乘客都必須先到此層然后分流到各目的地。從地鐵和城鐵出來(lái)要換乘公交的乘客亦均要通過(guò)此層進(jìn)行轉換。

　　輕軌層——樞紐的最底層即城鐵車(chē)站層。

　�。�3）評價(jià)分析

　　按上面各層位的功能定位，可根據各種交通工具的客流流線(xiàn)評價(jià)其交通組織。以地鐵為例，地鐵與樞紐區內其它交通工具換乘時(shí)有如下路線(xiàn)：

　　地鐵——行人：地鐵層→人流周轉層→公交層→平臺層→地面，或地鐵層→地面層；

　　地鐵——自行車(chē)：地鐵層→地面，或地鐵層→人流周轉層→公交層→平臺層→地面；

　　地鐵——城區公交：地鐵層→人流周轉層→城區公交；

　　地鐵——郊區、長(cháng)途：地鐵層→人流周轉層→郊區、長(cháng)途公交；

　　地鐵——城鐵：地鐵層→人流周轉層→城鐵層；

　　地鐵——高速鐵路：地鐵層→人流周轉層→公交層→平臺層→高速鐵路；

　�。�4）評價(jià)結果

　　從上述的評價(jià)分析，對東直門(mén)客流交通組織可以得出以下結論：

　�、購淖畲蟛叫芯嚯x來(lái)看，在樞紐范圍內換乘的乘客，步行距離最長(cháng)的為地鐵與行人間的換乘，近500米，最大換乘距離基本上是與地鐵有關(guān)的乘客交通。其它乘客最大步行距離均為200-300米，這些距離均在行人所能承受的范圍之內。由于地鐵建成之時(shí)，并未考慮到未來(lái)的交通樞紐建設，因此導致現況地鐵站的布置位置與樞紐其它交通方式之間換乘的不便。這也告訴我們，在進(jìn)行交通規劃時(shí)應放長(cháng)眼光，給各種交通方式的充分發(fā)展留有余地。

　�、趶母鹘煌üぞ叩钠骄�步行距離來(lái)看，換乘量最大的地鐵、城鐵的平均步行距離分別為307米和210米，其中地鐵乘客的平均步行距離較大，這主要是由于地鐵的平面位置離樞紐較遠，實(shí)際的地鐵和樞紐的平面位置業(yè)已由規劃確定，而且平均步行距離也不長(cháng)，一般乘客還是可以接受。

　�、壅麄�(gè)樞紐的平均換乘步行距離為226米，不到行人最大步行距離的一半，所以可以認為在樞紐區內行人的步行強度并不大，比較輕松、方便。

　�、軓睦@行系數看來(lái)，主要交通工具間步行繞行均在1.2-1.4左右，如地鐵與城鐵間繞行僅為1.2，對于東直門(mén)交通樞紐這樣大且復雜的交通換乘中心，應該說(shuō)，繞行的距離是較小的。

　　從客流運行特性評定表可知，各種交通方式的舒適性、安全性、可靠性及經(jīng)濟性以?xún)?yōu)、良等級居多，說(shuō)明東直門(mén)交通樞紐的客流的服務(wù)水平較高，充分體現“以人為本”的設計理念，也與其現代化大型公用設施的地位是相適應的。

　　三、結論

　　本研究建立的換乘量分析模型和客流組織評價(jià)體系在東直門(mén)交通樞紐交通分析中的應用證明該分析體系是可行的。由于在評價(jià)體系中有一定的定性考慮因素存在，不同的交通樞紐情況存在差異，不同的人員在分析時(shí)側重點(diǎn)也會(huì )有所不同。因此在實(shí)際應用該模型時(shí)，還應具體結合各交通樞紐的實(shí)際情況，通過(guò)實(shí)地調查具體問(wèn)題具體分析。

　　參考文獻：

　　1.東直門(mén)綜合交通樞紐交通咨詢(xún)報告 北京市市政工程設計研究總院 2000

　　2.城市交通規劃 人民交通出版社 1990