技术分享 | 城市间轨道客流差异性特征及建议
01 研究目的及意义
进入21世纪以来，我国城市轨道交通发展突飞猛进。截止2020年底，中国大陆地区共有45个城市开通城市轨道交通，合计运营线路244条，运营里程7969.7km。
各城市轨道交通因发展时间不同、发展阶段不同导致客流已呈现出明显的差异化特征。本文着眼于全国主要城市近几年的轨道交通客流数据，分析研究客流特征并总结城市间的差异性。研究结论对指导各阶段城市轨道交通发展研判等具有重要意义。
02 城市间轨道客流特征分析
因2020年受疫情影响客流波动较大，因此将2020年及之后的客流作为疫情影响分析部分单独分析。而2019年的客流特征较为规律且明显。因此本次重点研究分析2019年01月-2019年12月期间的客流。
1.城市之间客流分布差异
2019年全年来看，全国28个主要城市年度总客流约265亿人次。全国28个主要城市日均客流7277万人次。全国每日乘坐地铁出行的人占比不足5%。
2019年日均客流较高的前五城市依次为：1.北京（1082万）、2.上海（1060万）、3.广州（903万）、4.香港（868万）、5.深圳（549.3万）。
图1 2019年主要城市轨道交通日均客流
不同的城市之间，客流分布不均，前四名城市占据了全国约53%的客流，前五名城市占据了全国约61%的客流。
图2 2019年主要城市客流占全国比例树状图
将全国主要城市的地铁总客流看为一个整体，并按照顺序排列，得如下图表。观察可得该曲线类似于经济上的“lorenz曲线”（即基尼系数，用来反映贫富差距，其取值区间为0至1，越趋近于0表示越平均，越趋近于1表示越不平均）。
图3 城市轨道交通客流界的“lorenz曲线”图
类比经济上的基尼系数，我们用相同的计算方法计算知轨道客流的“基尼系数”为0.6236。这说明不同城市间的轨道发展及其客流具有较大差距。其中发展较早的城市因为客流培育的相对成熟，客流相对较高，客流占据了全国的大部分份额。而后开通地铁的城市客流占比较低。
城市轨道交通客流界的“lorenz曲线”图同样也说明城市客流提升的过程存在着边际效用递减。即随着城市和轨道的发展，轨道客流逐渐增长，但增长的效果会越来越小。
2.城市之间月变特征差异
轨道客流月变化具有明显特征。从月变系数来看，2019全年存在两个明显的高峰。第一个高峰为四月份，客流大大增加，月变系数高达102.49%。第二季高峰为七月份，地铁客流会呈现一个大的增长，月变系数高达106.49%。全年中有一个明显的低谷，即二月份春节期间。受制于春节的影响，通勤客流大幅下降，致二月成为全年的一个低谷月。
图4 2019年全国主要城市轨道交通客流月变系数
分城市来看，城市之间月变特征又存在明显的差异，即春节假期对不同城市的影响程度不同。
首先是第一梯队为北上广深等一线城市，因外来人口占比多，每年春节假期务工人员返乡回家过年，地铁客流也因此大幅度折减。据数据显示，北上广深等日均客流在500万以上的一线城市春节月客流折减至全年月均客流的76%。
图5 月变化特征（部分一线城市）
图6 月变化特征（新一线及二线城市）
第二梯队为日均客流在100-500万区间的城市（包括成都、武汉、南京、重庆、西安、杭州、天津等新一线及二线城市），春节期间二月份的客流为全年月均客流的81%。
第三梯队为日均客流在100万以下的城市（包括郑州、苏州、沈阳、长沙、南宁、昆明、大连、青岛、合肥、南昌、福州、哈尔滨、石家庄、厦门、东莞等），春节期间二月份的客流为全年月均客流的85%。
以上规律说明春节月客流折减程度随着城市发展程度以及外来人口占比的上升而上升，即一线城市轨道客流受春节影响客流下降程度往往更大。
图7 受春节假期影响的二月客流折减程度
3.城市之间周变特征差异
轨道客流周变化具有明显的特征，但是分城市来看，又具有明显差异。
图8 轨道客流周变化特征（2019年04月15日-2019年04月21日）
首先是北上广深等处于我国轨道交通发展第一梯队的城市，这部分城市日均客流往往高于500万，工作日以通勤客流为主。其中周五因通勤客流叠加下班之后的休闲娱乐客流，往往会形成一周中的“最高日”客流。周末通勤客流大幅下降，客流呈现“断崖式”下降，经统计北上广深四市周末客流均值仅为工作日的74.6%。这种周末出现明显下降特征也反映了这类城市主要以通勤客流为主。
其次就是第二梯队，日均客流在500万以下，100万以上的城市。这些城市客流也是以通勤为主，周末也呈现出下降趋势，但不如北上广深那么明显。经统计这部分城市周末客流均值为工作日客流的87.6%。这类城市的轨道交通客流未来仍具有较多的发展和提升空间。
再就是第三梯队，即日均客流在100万以下的城市，这些城市轨道交通往往仅为单条线路或者几条线路在运营，线路规模较小，导致工作日通勤客流占比相对较低，周末休闲娱乐客流占比相对较高。升职呈现出周末客流大于工作日的情况。例如合肥、南宁、昆明、南昌、东莞等城市。经统计这部分城市周末客流均值为工作日的104.2%。这类城市通轨道交通发展处于初期阶段，后续亟需提高线路密度，提升网络化运营效益，未来有巨大发展和提升空间。
图9 周末相对于工作日客流折减程度
4.城市之间客流最高记录特征差异
对于城市轨道交通发展较为成熟的城市，客流的最高记录日并非出现在“五一”、“十一”等大型节假日当天，而往往出现在节假日的前一天。这是因为假期前一天为工作日，人们依旧乘坐地铁上班通勤，贡献了很大部分的“刚性通勤”客流。而在下午下班之后人们就开始进入了假期，聚餐、逛街、购物的欲望相比周中的工作日上升很多，因此休闲娱乐客流也上升了。因此每年大型假期的前一天因通勤客流叠加休闲娱乐客流往往会打破客流记录成为新的突破。
图10 客流构成示意
而对于轨道发展较为初期的城市以及旅游城市，因为通勤客流占比较少，客流的支撑部分主要是休闲娱乐客流，因此这类城市客流最高记录日往往为节假日第一天，大量人们乘坐地铁出门购物游玩，休闲娱乐客流猛烈增长，成为了新的客流记录日。
5.城市之间成网阶段特征差异
对于轨道发展初期阶段的城市，新线路的开通对客流促进效果明显。轨道发展的初期阶段往往线网规模较少，单条轨道的覆盖范围有限，因此客流有限。而当开通换乘线路之后，进一步扩大了原线路的辐射范围。
例如2019年06月06日南宁开通第三条城市轨道线路，即南宁轨道交通三号线。线网规模由53km增长到81km。开通第二日即打破了最高客流记录，开通当月日均客流由62万/日提升至近80万/日，提升效果明显。
再例如2019年04月26日福州开通第二条城市轨道线路，即福州地铁二号线。线网规模由24km增长到54km。开通后六天内三次打破客流记录。开通次月日均客流由18万/日增长至35万/日，提升效果明显。
图11 成网阶段客流变化
图12 成网阶段客流变化特征
而对于轨道发展较为成熟的城市，新线路的开通促进效果有限，客流的增长也有限，甚至从客流强度角度说可能还会呈现下降趋势。但不可否认线网规模的增加对客流提升、舒适性提升、便捷性提升、覆盖率提升等均有益处。
6.客流与GDP的关系
分析各个城市客流与GDP（国内生产总值）的关系，计算得二者相关性系数为0.9084。即二者具有较强的相关性。说明GDP高的城市，其地方经济状况和发展水平也较高，具备较好的条件发展地铁并且客流效益较好。
图13 GDP与客流的关系
03 对各阶段城市轨道发展的建议
我国内地在1971年就有城市开通了地铁，至今已发展有50年。不同城市间的客流特征稳定且具有差异化。根据特征，对各阶段城市轨道发展给出相应建议。
(1) 对轨道交通发展处于初级阶段的城市，重点可从以下几个方面完善轨道交通。
① 提升线网规模，扩大线网覆盖范围可直接扩大轨道交通的服务范围，给客流带来巨大提升。同时从单线到网络化运营的过程中也会产生1+1＞2的效果。
② 提升轨道交通出行分担率。初期阶段的城市，往往人们出行方式还未发生大的转变，即小汽车出行分担比率较高，公共交通（轨道交通）出行比例较低。因此可以通过一些正向促进手段吸引人们由私人交通转向公共/轨道交通。促使人满出行方式发展转变可直接性的提升轨道客流。
③ 提升常规公交服务水平。常规公交与轨道交通虽然在客流上有相互分担，但二者的关系并不是恶性竞争，而是相辅相成。对处于初期阶段的城市，往往因为轨道覆盖范围有限而需要轨道+常规公交相互接驳换乘。因此常规公交服务水平的提升对轨道也会产生正常促进效益。
④ 提升轨道站点服务影响范围。例如可以通过微型巴士接驳轨道站点与大中社区或人口聚集地，解决最后一公里问题同时提升轨道站点辐射范围。吸引更多的人乘坐轨道交通。
(2) 对轨道交通发展处于高级阶段的城市，通常线网规模等各方面已较为成熟，一些常规客流提升措施的边际效应已经递减。因此建议从以下几个方面进一步完善轨道交通。
① 加强城市轨道服务质量。在轨道发展的高级阶段，进一步追求服务质量的提升，例如提升乘坐舒适性、换乘便捷性、接驳设施便捷性等方面，可以进一步吸引对出行质量要求较高的乘客。
② 提升发车间隔，降低车厢拥挤度，提高乘坐舒适度。客流较高的城市往往客流强度也较高，可通过增加发车间隔来降低车厢拥挤度，带给人们较好的乘坐体验。进一步巩固和维系好轨道客流群体。
③ 对有条件的站点进一步开展TOD研究，以轨道站点为核心，引领城市发展。TOD(Transit Oriented Development)是“以公共交通为导向”的开发模式。建议针对有条件的站点，通过引入TOD开发理念，可达到轨道交通带动地区发展、促进城市空间结构完善、促进土地集约利用、调整升级城市产业结构的目的。
(3) 对处于轨道交通发展中级阶段的城市，介于初级与高级之间。轨道交通相应完善措施与初级和高级没有明显的界限，在此不做进一步的细分。
分析这些特征可以帮助我们研判轨道交通所处的发展阶段，帮助我们研判阶段性特征，对规划设计、客流预测、决策分析、建造运营等具有重要指导意义。
结语
深城交拥有一支涵盖交通、城规、建筑、景观、工程、智慧等多专业协同的技术团队，以“让交通与城市更美好”为使命，致力于为城市提供先进的交通技术服务和整体解决方案，成为全球领先的城市交通整体解决方案提供者。
未来将持续发挥多专业融合的优势，立足于国际视野，开展城市轨道交通领域多项研究，覆盖轨道交通客流预测、线网规划、运营组织、成本规制、战略研究及TOD开发等。为相关政策出台、规划编制提供有力技术支撑。
注释
数据来源：
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东莞、惠州分院
撰写：麻旭东
审核：谢明隆
审定：杨应科