上海轨道交通规划方案交通分析
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上海轨道交通规划方案交通分析项目承担单位：上海城市交通规划研究所 项目主持人： 陆锡明项目参加人员：朱洪 陈必壮一、项目背景上海是一个拥有1400万人口的特大城市，城市交通在经济社会发展和人们日常生活中处于非常重要的地位。
这些年，上海的城市交通取得了突出成就，以高架网络为标志的一批交通设施投入使用。
目前，上海将加快轨道交通的建设步伐，逐步使轨道交通成为城市公交的主导力量，为市民创造一个舒适快捷的交通环境。
为了适应于国际大都市的特殊地位，上海对城市轨道系统规划方案提出了新的要求。
在市府领导的指示下进行了国际招标，最后邀请法国SYSTRA 公司与规划设计院合作负责规划设计上海轨道交通系统方案。
而其中运用公交规划模型进行的交通分析起到重要作用。
二、城市交通发展战略分析（一）90年代交通发展的回顾分析90年代的上海是交通大发展的时代。
与80年代中期相比，1999年道路设施增长了1倍多，机动车增长近一倍，市民出行的机动化程度有了显著提高。
其一其一，，在道路建设方面在道路建设方面。
交通投资不断增加，建成了以高架道路为骨架的城市高等级的道路系统，获得了解决历史遗留问题适应机动车适度增长，维持道路正常运行的效果。
但是社会各界也逐步意识到，道路建设速度与车辆增长速度之间的矛盾。
尤其是高架道路建成3年后，本身也出现了拥堵，城市交通问题依然很突出。
目前城市道路主要被小汽车所占用，但是所能承担的人员出行量不到11％，显然获得一个高效的客运系统需要发达的公交网络支持，大力发展轨道交通能够较好的实现这一目标。
其二其二，，在公交建设方面在公交建设方面。
公共交通在这20年来也获得了长足的发展，公交车辆逐年递增，由90年代初的4千多辆增长到现在的1.5万辆，线路向城市新建小区逐步延伸。
地铁1号线的投入运营，更是打破了原有单一公交模式的格局，其线路长度不到公交线网的0.5%却承担了5％左右的公交客运量，可见轨道交通的特殊优势已经显现。
随着个体交通工具的发展，公交的市场份额较80年中期有了显著的下降；随着公交服务水平的提高，目前公交客运又呈现出逐步回流的迹象。
其三其三，，在人口疏散方面在人口疏散方面。
随着城市外围住宅小区的发展，大约100万城市中心区人口迁移到了城市外围区，中心区人口过密的情况在一定程度上得到了解决，拥挤区域的交通量也因此得到了一定的疏解。
但是，市区就业岗位数却没有减少，从而造成部分市民出行距离加长，在公交线路尚未及时布设至新建小区的情况下，助动车等适应于长距离的个体交通工具得到了迅猛发展。
（二）城市交通发展前景判断首先首先，，把握城市总体规划的基本思想确定远景城市人口用地布局把握城市总体规划的基本思想确定远景城市人口用地布局。
上海城市总体规划的主要目标是：充分利用上海的土地资源；调整和改造中心区城；更好地发展浦东新区；完善和发展上海新城和郊区；在郊区积极创建中心城镇； 建立四级城市； 形成现代化的国际大都市与城乡一体化发展格局。
在这样的背景下，上海未来人口将逐步向外疏散，浦西人口密度将有所降低，内外环之间人口密度增加，特别是浦东新区的人口有较大幅度的提高，而郊区新城也将受到重视并得到发展。
人口与就业发展见表1－1。
表1-1 总体规划人口及岗位在各地带上的分布状况常住人口（万人） 岗位（万人）地带 远景年 1995年 远景年 1995年 浦西内环内 255 396 216 222 浦西内外环之间335 279 189 131 浦东 210 137 128 88 主城外 800 568 367 331 总计1600 1380900 772其次其次，，把握城市交通发展战略预计远景年公交出行比重把握城市交通发展战略预计远景年公交出行比重与总量与总量与总量。
上海是一个机动化程度很低的城市，不仅千人机动车拥有率只有61辆，而且自行车和步行出行占了全部出行的70％，人均机动方式出行仅1.03次，远低于东京的1.95次和香港的2.95次。
这样的交通发展状况显然滞后于上海经济的发展速度，随着公交服务水平提高以及小汽车的发展，人们的出行行为必然将发生深刻的变化，非机动方式向机动化方式的转移的动力是不可阻挡的，但是其转移的主要方向则可通过交通政策与交通规划加以引导的。
据此通过交通战略的分析，确定上海远景年人均出行次数将达到2.57次，全市日均出行总量到4562万人次，公交比重和出行总量分别为46％和2112万人次。
表1-2 上海市远景年公交出行的空间分布（万人次）中心区 外围区 浦东新区 郊县新城 总计 中心区 317 201 93 44 655 外围区 201 277 63 72 613 浦东新区 93 63 186 59 401 郊县新城 44 72 59 268 443 合计6556134014432112三、网络编织阶段的交通分析（一）识别客运走廊SYSTRA 在网络编织时采用了两种方法用于捕捉乘客流向。
其一其一，，为“经验判经验判断法断法断法””。
这种方法主要根据人口与岗位分布情况，并设定影响范围,通过对线网覆盖率的判断来确定线路的走向。
这样的做法较为简单，只需将人口与岗位分摊到交通小区中并打印出相应的人口与岗位分布图，在此底图上就可根据经验判断画出线路走向。
但是由于这种方法仅考虑了人口密度的分布情况，而忽视了人员出行行为的不同。
因此在线路布设有可能与客流的实际流向不完全吻合。
其二其二，，为“期望线网法期望线网法””。
这一方法必须借助于上海交通所开发的交通预测模型，也可称作蜘蛛网分配技术。
这有别于城市交通规划中较常使用的期望线。
期望线指的是根据客流确定粗细的OD对连线，其主要的缺点在于：一是在交通分区较细的情况下连线过多难以识别；二是空间连线为物理意义上的交通联系，较少考虑小区之间的路径选择。
而利用蜘蛛网分配技术则可以较好地解决这些问题。
所谓期望线网是指各形心点相连的虚拟空间网络，在该网络上采用“全有全无的方法”，将公交OD出行矩阵一次分配至该网络上之后，可以识别出客流主流向，由于网络分配图也反映了客流在交通小区间的路径选择，因此我们也能够方便地走到客运走廊。
这种方法特别适用于轨道交通规划，因为轨道布线并不需要完全沿道路布设，而蜘蛛网分配技术在寻找客流走向时则完全摆脱了道路设施的约束。
用此方法编织的轨道网络，往往能与地面上行驶的公交车辆形成一种互为补充，从而提高了整个公交系统的服务范围。
（二）交通分析参与网络方案选择SYSTRA在提交中间报告时，根据不同的服务功能确定了设计了四套可供选择的轨道交通系统规划方案。
四套方案各具特色，主要区别在于市域线路的选择上。
我们不仅仅进行了客流预测，还预测了客运周转量，分析交通直达性和乘客出行时间。
例如方案一和方案二的主要区别在于前者市域线路直接穿越市区，后者则在外围实现市域线路和市区线路的换乘。
从客流来看前者客流量比后者少了100多万，但是客运周转量却略高，而且乘客换乘系数较小，乘客适用轨道花费的时间较小，由此认定方案一优于方案二。
根据交通分析以及其它多项评价指标的比较，最终方案三被法国专家选定为推荐方案。
而该方案的各项交通指标同样也表现出了的优势:客运周转量明显高于其它三个方案,乘客平均换乘系数最高，乘客出行时间最短，客运总量仅次于方案二。
而方案二多出的客运量是由于郊区乘客进入中心区需要一次换乘造成的。
因此，交通分析结果支持了SYSTRA的选择。
（三）根据客流分析修正网络编织对利用“经验判断法”和“期望线网法”初步编织的轨道网络进行客流分析，对每条线路的客流进行分析，将客流相对较小的线路加以调整或者删除。
在SYSTRA中间报告推出的推荐方案设定的M2地铁线路远景年全线客流只有20多万，高峰高断面客流仅1万多，因此在最终报告的优化方案中就去除了这一线路。
四、网络系统的交通分析与评价（一）客流分配技术上海的交通规划模型始建于1986年，其后在外方顾问公司的帮助下，经过多次修正和检验。
尤其是1995年第二次交通大调查之后，不仅及时更新了基础数据，而且对模型进行了深化。
公交规划模型是以客流分配为主体的兼含出行生成、分布、出行方式划分、公交运营系统评价等多元素的综合性计算机软件包。
城市轨道交通线路不管是延伸还是新建线，都是以满足交通需求为其主要目标的。
交通需求一般包括客运量、客运周转量、人小时、最高断面流量和平均乘距。
利用交通模型能够获得这些关键的数据。
对于上述三个方案我们都利用EMME/2软件进行了统一的编码和输入工作。
并获得三个电子化的模拟网络。
这一模拟网络包括轨道网络、地面公交线路以及道路连线，线网的基本属性（诸如旅行速度、发车间隔、模式和线路长度等）在路网中都能有所反映。
客流分配模型与蜘蛛网分配有所不同，后者采用的是最短路径的分配方法，而前者则采用了最佳战略法。
最佳战略法对出行消耗的时间度量进行综合加权，这些时间度量包括候车、上下车、步行和车内等多个因素。
运用这套方法得到的客流结果具有较高的拟合度。
（二）评价指标的确定利用交通预测模型从系统功能、网络结构、分期建设和社会贡献四个方面对各轨道网络方案进行评价和分析，并以此确定四类评价指标。
表4-1 轨道网络网络方案评价指标体系分地带客运周转量统计 分地带客运量统计 1轨道运营状况平均乘距客运周转量占全公交比重 2轨道在全市交通中的地位 客运量占全公交比重 乘车直达性 一、系统功能3轨道交通服务水平平均乘车耗时分功能的线路条条数统计 分地带的线路长度统计 分地带车站统计4网络规模 分规模和功能的换乘枢纽统计 二、网络结构5轨道网络水平 分地带的线网密度 分地带客运周转量统计 6轨道运营状况分地带客运量统计 7轨道建设情况 线路建设长度 人公里/KM 8轨道网络客运强度 人次/KM 三、分期建设9投资效果元/人公里10减轻道路交通压力 地面公交承担客运周转量的下降 （分地带统计）四、社会贡献11 城市地价增值取决于车站密度（分规模分地带统计）（三）轨道系统网络方案交通分析 根据总体规划远景年的发展目标，确定远景年的公交出行需求，以此为基础，利用公交规划模型对全网经行了交通分析。
预计到远景年，SYSTRA 轨道网络方案大约可以吸引1620多万客流，客运周转量高达1.98亿人公里。
市域线路和市区线路分别通过平均乘距反映了不同的功能：前者在15－20公里，服务于中长距离的乘客；后者在7－10公里，服务于中短距离的乘客。
客流的最高断面出现在现轨道交通客流分配有的两条轨道线路上。
客流预测分析结果见表4-2。
表4-2 线路客流预测分析指标上客量人公里人小时最高断面流量平均乘距客运强度Region rail 7188567 126578440 2204648 460586 17.6 1.4r1 2592265 45636036 822288 460586 17.6 1.9r2 2392866 43869152 758897 444423 18.3 1.9r3 1009733 16327294 277132 161492 16.2 1.0r4 1193703 20745954 346332 212299 17.4 0.8 Metro 7373605 57812504 1446610 332178 7.8 3.0m1 1107363 9874803 250139 269954 8.9 3.3m2 645696 4452803 111090 181193 6.9 3.1m3 1012678 10769784 270774 229870 10.6 2.4m4 1060699 7423713 184709 173989 7.0 3.1m5 835930 5214879 130498 162532 6.2 3.6m6 1153289 8968470 221005 332178 7.8 3.8m7 787929 5301197 132926 169948 6.7 2.5m8 770020 5806846 145470 202064 7.5 2.5 Light rail 1647322 11836951 395593 119630 7.2 1.4l1 273191 1456404 48995 74190 5.3 1.6l2 182852 1102772 36952 54277 6.0 1.2l3 407852 2981510 98639 82136 7.3 1.3l4 448090 3892612 130215 119630 8.7 1.6l5 335337 2403657 80791 91718 7.2 1.3Rail transport 16209496 196227984 4046854 460586 12.1 1.8 Urban-bus 9543806 33095244 1871009 63542 3.5Suburb-bus 7615324 57069044 2562814 99720 7.5All 33368616 286392352 8480681 460586 8.6表4-3 分地带统计的客流分析指标上客量（万人次）客运周转量(万人公里）地面公交轨道交通合计地面公交轨道交通合计浦西362 629 991 1422 5187 6609 内环线以内浦东132 154 286 428 1467 1895小计494 783 1277 1850 6653 8504浦西423 373 796 1482 4215 5697 内外环之间浦东171 159 330 755 1862 2616小计594 542 1155 2236 6077 8313 中心城合计1088 1315 2403 4086 12731 16817 外环线以外590 305 895 4730 7143 11873 合计1677 1659 3336 8817 19873 28690五、结论传统的轨道交通规划，大多是根据人口分布情况，由规划人员依据多年来的实际经验在图纸上画出线路。
