高速铁路与城市轨道交通衔接换乘运能协调问题研究
摘要：高速铁路与城市轨道衔接换乘研究中，如何协调两者之间的衔接换乘能力，合理利用交通资源，促进两种交通方式之间旅客的顺畅流转，加快城市交通又好又快发展，愈显重要。在此基础上，针对高速铁路与城市轨道交通衔接换乘的机理，运用运能匹配关系，建立了两种交通方式之间的协调匹配模型，拓宽了该类研究的新思路。该方法对于进行城市轨道交通线网的合理布局，推动城市经济社会快速健康协调发展具有一定现实意义。
关键词：高速铁路；轨道交通；运能协调
近年来，随着城市社会经济的快速发展，我国高速铁路和城市轨道交通建设进入了跨越式发展时期。因此，协调好高速铁路与城市轨道交通之间的关系，解决两者之间的衔接换乘问题，发挥两者在城市综合运输中的作用，促进城市综合运输系统又好又快发展具有重要现实意义。欧美许多发达国家高速铁路和城市轨道交通建设起步较早，对两者之间的衔接换乘问题进行了大量研究，探索出许多适合城市发展的经验和方法，取得了良好效果。我国许多学者从换乘理论、模型定量和换乘布局等方面进行研究，取得了很大成就，这些研究各有特色，但也存在一定不足，鉴此，在对高速铁路与城市轨道交通新认识的基础上，根据城市交通整体运行机理，从高速铁路与城市轨道交通衔接换乘运能匹配方面进行了研究，以作为对这一领域的新尝试。
一．换乘衔接机理分析
（一）换乘衔接的内涵
研究换乘衔接首先应该明确其内涵。交通换乘是指出行者为完成一定出行目的在不同交通方式间相互转换的全过程[1]。现实生活中，在不利用私人交通工具的情况下，人们一次出行很难由一种交通工具来完成全程出行活动，往往需要与其他交通工具衔接换乘[2]。随着高速铁路建设步伐的加快，其与城市轨道交通的衔接换乘问题日益紧密。
（二）换乘衔接的原则
高速铁路与城市轨道交通的衔接关系表现为城市轨道交通为高速铁路客运站集结和疏散客流，两者衔接的重点是如何确保换乘过程的连续性、客运服务的适应性、客流过程的顺畅性。
（1）换乘过程的连续性：是衔接换乘最为重要的基本要求，旅客在高速铁路和城市轨道交通间换乘应是一个完整连续过程。
（2）客运服务的适应性：是衔接换乘运能与服务水平相互匹配的体现。在实施旅客联合运输时，只有运能匹配才能确保各种交通方式之间高效衔接换乘。
（3）客流过程的顺畅性：就是使客流均匀地分布在整个衔接换乘流程上，避免换旅客流在中间环节上滞留和集聚，保证换乘过程的通畅和紧凑有序。
上述特性中，换乘过程的连续性和客流过程的顺畅性多是在交通组织中得以实现，而客运服务适应性则与站点乘降量及线路安排等有关，是衔接换乘问题的研究的前提和关键，因为只有运能匹配才能达到换乘的连续、高效、顺畅。鉴于此，本文在次着重研究运能衔接协调问题。
二．高速铁路与城市轨道交通运输能力的衔接协调
考察换乘系统的关键是不同方式间运能是否衔接匹配，它关系到换乘系统的衔接效率。城市轨道交通换乘高速铁路的客流是逐批汇集到站，客流量相对比较均匀且持续缓慢，具有明显的脉冲性[4]。
（一）高速铁路与城市轨道交通运输能力计算
高速铁路与城市轨道交通的运能匹配程度主要用运能匹配度来判断。运能匹配度是衡量高铁与轨道交通之间衔接优劣的一个直观描述指标。通常用铁路换乘客流与轨道交通运能的比值来表示[5]。具体算法如下。
（1）高速铁路到达换乘客流
高速铁路到站下客流量，采用下式计算[6]：
（1）
式中，为高铁下车客流量（人/小时）；和为运行调整、能力储备等因素的能力使用系数和客运量月度波动系数；为列车追踪运行时的间隔时间；为列车编组辆数；为每列车定员数；为列车满载率。
（2）城市轨道交通运输能力
城市轨道交通运输能力采用下式计算：
（2）
式中，为城市轨道交通的集散能力（人/小时）；、为轨道列车始发和途经的线路数；为每节车辆核定载旅客数；、分别为始发、途经轨道列车的编组辆数；、、分别为途经线路列车、理论极限和始发轨道列车到达站时的满载率；、为高速铁路列车密集到达时，途经站和始发站的轨道交通列车的平均发车间隔（min）。
（3）运能匹配度
运能匹配度用y表示，计算公式如下：
（3）
式中，为高速铁路旅客换乘轨道交通的客流比例(%)。
实际换乘中，运能匹配度的范围和级别按下表1评析[7]。
表1运能匹配度参考表
好较好一般较差差
运能匹配度值0.86~0.900.91~0.95或
0.70~0.850.96~1.00或
0.54~0.691.01~1.10或
0.38~0.53>1.10或
0~0.37
运能匹配度指标y在0.86~0.90之间时最为经济合理，既能提供良好的运输服务水平，有效疏散客流，又不至于造成交通资源浪费，能够获得换乘系统最佳的经济效益。
（二）高速铁路与城市轨道交通运能协调分析
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