哈尔滨市地铁客流量统计预测与调度优化设计

胡珊珊　高杨

摘要：地铁建设在社会、经济发展的大力推动下越来越快，在整个城市交通系统中承担着不可估量的作用。笔者将介绍哈尔滨市地铁客流量现状，梳理当前关于地铁客流量统计预测的中长期和短期预测方法，给哈尔滨市地铁客流量统计预测工作提供借鉴。另外，还提出了初步的调度优化设计方式，为日常的地铁运行和调度工作以参考。

关键词：地铁；交通运输；交通调度

基金项目：本文系“2015年哈尔滨金融学院大学生创新创业训练计划项目资助”的阶段性成果

地铁是当前城市快速交通的一种重要方式，能够承担大量的乘客出行和其他交通方式的乘客转移。但是，地铁的可达性和灵活性与城市公交相比，不具备优势。因此，要充分挖掘和发挥地铁的运输潜力，必须对客流量进行预测并做好调度优化工作。这样才能制定高效的地铁调动措施、缓解城市交通拥堵的问题，加快城市交通建设。

一、哈尔滨市地铁客流量统计预测

（一）哈尔滨市地铁客流量现状

目前，哈尔滨市城市轨道交通近期建设规划（2008-2018年）中指出：哈尔滨的地铁网络由轨道交通1号线一期、二期、三期以及2号线一期、3号线组成，形成“十字+环线”的骨架线路，线路总长89.58公里，预计总投资562.2亿元。目前，哈尔滨地铁1号线一、二期工程竣工通车。而黑龙江省和哈尔滨的客运潜力巨大。目前已经通车的哈尔滨地铁1号线，连接了哈尔滨东站和南站，全场17.73公里、总共设计并建设了18座车站，全程运行时间34.17分钟，每小时的客运能力能够达到1.49万人次、全天可达到21.5万人次。同时，哈尔滨的客运量近几年在稳定中呈现出缓慢下降的趋势，这需要交通管理部门进一步分析出行者的出行偏好，做好交通调度和优化工作，充分挖掘城市交通发展的潜力。

（二）地铁客流量的中长期预测方法

要进行哈尔滨市地铁客流量的中长期预测，需要明确客流的组成，包括了：趋势客流、转移客流和诱增客流。趋势客流是基础客流，是在地铁建设之后，从步行转移到地铁方式中的客流；转移客流是从其他交通方式转移而来的客流，这是缓解其他交通方式压力的重要部分；诱增客流量主要是原始的客流在出行时间和出行频率加快之后，而新增的出行人次。中长期预测的结果，能够用于站点设计、列车客运量选择和车型选择、线路分布选择等。而中长期预测方法主要包括了两种：

（1）非基于出行分布的客流预测，这种方法重点考察了“转移客流”，首先通过原始的统计数据，了解当前环境下，其他城市交通方式所承担的交通客流量，再按照转移比例和幅度来判断地铁的转移客流变化，最终预测长期客流。所使用到的数学模型，包括：时间序列分析、多元回归方法、趋势外延法等。

（2）基于出行分布的客流预测，这种方法是通过问卷调查，收集到居民出行的偏好、频率和时间，再根据当前交通工具的调度安排，预测未来某一个时刻内的出行量和对应的交通承载量，判断地铁能够承担的趋势客流、转移客流和诱增客流，最终得到客流预测结果。这种方法最典型的使用就是“四阶段法”。该模型将居民的出行过程分成“出行形成、出行分布、方式划分和交通分配”四个阶段。

（三）地铁客流量的短期预测方法

短期预测的结果，能够直接使用在调度优化设计上，提高地铁运营的效率。短期预测，一般是预测未来一周或未来一天的客流量，甚至是预测未来几个小时可能出现的客流量变化。与长期客流预测方法不同，短期客流预测对基础数据的要求并不高，而是重点研究数学模型及其求解算法。算法包括了传统的时间序列法、回归分析法、BP神经网络分析法、支持向量机算法等。这些算法都是需要建立历史流量的数据，构成时间序列，再考虑某些影响因素对客流量的影响，最终得到客流量的预测。而方法的不断改进，主要是为了处理各种线性和非线性的数量关系、增加外部影响因素的作用、考虑客流量的随机性。在后期所研究出的智能算法中，不需要确定历史数据和预测客流量的数学方程，并能够处理更多的不确定性问题、高维问题、非线性问题、原始数据较少问题。

二、哈尔滨市地铁客流量调度优化措施

地铁客流量调度优化的方法，主要是通过列车、区间、车站、区段的运行数据，根据客流量预测，来重新制定出车辆发出时间、运行时间和最优的站内停留时间。地铁和其他轨道交通有所不同，进站和出站的方式单一，有利于进行控制和调度，不需要考虑其他配线车辆的进站出站问题。因此，最佳的调度目标就是保证高密度的行车。调度工作的关键就是根据实时客流量，适度调整行车间隔时间，满足高峰期的出行需求、合理调整客流低谷时间内停车时间，保证一定数量的载客率。目前，可以使用到哈尔滨市地铁客流量调度的优化措施包括：（1）根据实时客流量，在始发站提前发车或推迟发车，尤其是要注意始发时间与上班高峰期的发车时间安排；（2）根据实时客流量，加快或减慢列车的运行时间，在平时保证一定的载客量、在高峰期保证运输能力；（3）适当调整车辆的入站停靠时间，该调整和调度时间可以与车辆运行时间相配合；（4）在晚点运行的情况下，为了保证正点运行，可以设计岔道，将车辆转移到线路密度较小的路线上，进行反方向运行，保证运行时间；（5）设计扣车措施，保证地铁在出现故障的情况下，能够快速帮助乘客换乘，不至于给下一辆地铁带来过大的转移压力。

结语

哈尔滨市地铁事业正处于稳步发展阶段，需要进一步研究客流量情况，通过中长期和短期客流量预测，来掌握地铁客流变化规律，帮助地铁管理部门制定合理的调度和优化运营方案。目前，哈尔滨市地铁客流量调度优化方法，可以通过调整始发时间、调整行车速度和停靠时间、岔道反向运行和设计扣车措施等方法实现调度。

参考文献：

[1]李佩东.哈尔滨轨道交通与常规公共交通换乘协调性评价研究[D].长安大学，2015.

[2]刘艳.基于蚁群算法的哈尔滨地铁1号线相关公交线网布局调整优化[D].东北林业大学，2013.

作者简介：

胡珊珊（1993- ），女，哈尔滨金融学院会计系学生；

高杨（1982-），女，哈尔滨金融学院学生处。