城市轨道交通线网规模影响因素的探讨

【摘 要】一个合理的城市轨道交通规模，作为一项重要的投资依据，是需要线网规划的宏观控制量来决定的。文章阐述了城市轨道交通线网规模及线网合理规模的内涵，在此基础上重点运用系统结构模型进行了线网规模的影响因素分析。

【关键词】轨道交通；线网规模；影响因素。

引言

对城市轨道交通线网实施合理的规划，是要依据整个城市的实际与发展规划、交通现状、本地发展水平和居民出行方式等指标，科学的规划出城市交通线网规模，满足城市交通需要。下面笔者把定性与定量相结合，阐述城市轨道交通线网规模的涵义，并详细分析影响城市轨道交通线网规模的主要因素，提出解决方案。

1 城市轨道交通线网规模的涵义

规模是从交通系统供给的角度来说的，从一个侧面体现系统所能提供的服务水平。它主要以线网密度和系统能力输出来反映，其中系统能力输出又与系统的运营管理密切相关。从系统能力与线网密度方面看，有以下四种性质规模度量，如下图。

图1 轨道交通线网规模构成

规模的合理性关系着建设投资、客流强度，也关系着理想服务水平的设定、建设用地的长远控制。一个合理规模是一个具有目标性质的量，应该是权衡运营公司、市政及出行者各方利益的量值。城市轨道交通线网密度、城市轨道交通线网总长度、以及城市轨道交通线网日客运周转量等数据均反映着城市轨道交通线网规模的主要指标。

以我国武汉为例，该市近一轮轨道交通线网规划依据城市总体规划和区域一体化发展要求，将线网修编研究范围由主城扩展到都市发展区。该市发展区轨道交通线网方案由3条市域快线和9条市区线构成，总长540公里，过江通道7条。从功能上分为快线和市区线两个层次，三条市域快线总长217公里，设站75座，快速联系城市CBD、副中心、新城组群中心以及重大对外客运枢纽。加密线网，增强对城市各区域中心的覆盖，适应交通需求。

2 城市轨道交通线网规模影响因素分析

城市轨道交通网络和它的外部环境始终在发生能量、物质以及信息方面交换，也在受到各种复杂的外界环境因素的制约，由此决定着城市轨道交通线网规模影响因素具有多元化的特点。所以，为了正确预测线网的规模，我们必须要对其影响因素进行合理的分析，分清主次关系以及各因素之间的联系，为预测方法分析奠定基础，同时也使工程决策者对影响线网发展的各种因素有一个清晰的认识。合理规模的影响因素主要包括： 居民出行特征、城市的规模、城市未来交通发展战略等因素。这些影响因素之间也具有相互关联的错综复杂关系，将应用系统工程模型化技术建立线网规模分析的结构模型，并最终获得层次分明的多级递阶结构。

2.1 线网规模与其影响因素的有向连接图

线网规模受城市形态及布局、城市人口、城市面积、城市交通需求、城市国民生产总值、城市基础设施投资比例的直接影响，此外，以上的影响因素它们在相互之间还会产生相互制约和影响，例如城市面积、城市形态、人口、布局等也会对此造成一定的影响；国家交通政策、城市交通发展战略及政策、城市国民生产总值又对城市基础设施投资比例造成影响；各城市交通发展战略及政策又受国家交通政策大环境的影响。这种相互影响和关联的复杂关系构成了一个大系统。据此建立一个有向连接图（ 如图2 所示），可以直接地反映出系统内各要素之间相互关系。

图2 线网规模与其影响因素的有向连接图

2.2 可达性矩阵的建立

根据有向图建立邻接矩阵，并基于推移率定律进行运算获得可达性矩阵。邻接矩阵描述系统中各要素两两之间的直接关系，以A 表示，其元素aij 如下：

J1 ni Rnj R 表示可以从ni 到达nj

aij =

K0 ni?R nj ?R 表示不能从ni 到达nj

线网规模影响因素的邻接矩阵建立如图3：

图3 线网规模影响因素的邻接矩阵建立

线网规模影响因素的可达性矩阵M 可用邻接矩阵A 加上单位矩阵I 经一定的运算求得，所描述的系统各要素之间，要通过一定长度的通路后，才能够到达的程度。

2.3 线网规模影响因素的递阶层次结构

将以上可达性矩阵进行区域分解、级间分解即可建立线网规模影响因素的递阶层次结构。

（1）区域分解

分析可达性矩阵，将与要素ni 有关的要素构成可达集X （ ni ） ，到达要素ni 的要素构成先行集Y（ ni ） ，即

X （ ni ） = { nj I N / mij = 1}

Y （ ni ） = { nj I N / mj i = 1}

式中，N 为所有要素构成的节点的集合； mij 是i 节点到j 节点的关联值。把所有要素ni 的可达集与先行集的交集为先行集的要素集合定义为共同集合T ，即

T = { nj I N / X （ ni ） H Y （ ni ） = Y （ ni ） }

于是，由前面可达性矩阵M 可得到可达集、

X （ n2 ） H Y （ n3 ） X ? ； X （ n2 ） H Y （ n5 ） ≠≈； X （ n2 ） H Y （ n6 ） X ? ； X （ n2 ） H Y （ n8 ） ≠≈；

X （ n3 ） H Y （ n5 ） X ? ； X （ n3 ） H Y （ n6 ） ≠≈；

X （ n3 ） H Y （ n8 ） X ? ； X （ n5 ） H Y （ n6 ） ≠≈；

X （ n5 ） H Y（ n8 ） X ? ； X （ n6 ） H Y（ n8 ） ≠≈（≈ 为空集） ，所以可达性矩阵中的任一元素均属于同一区域。

图4 级间分解表（一级）

（2）级间分解

图5 级间分解表（ 二级）

（3）线网规模影响因素的递阶层次结构的确立

图6 级间分解表（ 三级）

3 结束语

经过上述的论证分析，能够得出城市交通需求与城市基础设施投资比例都会直接影响城市轨道交通线网规模，城市的人口数量、面积大小、形态、布局等因素都会通过城市交通需求，来对线网的规模产生出递阶控制作用。城市的国民生产总值、经济社会发展水平、政策决定了城市基础设施投资比例等，体现了城市经济实力对线网规模的影响。此递阶层次结构模型能够更加有益于我们看清主次，分清问题的本质，对我们今后在分析与改进线网规模确定方法具有重要意义。

参考文献：

[2]朱玉琴，陈义华，吴红兵.城市轨道交通线网规模影响因素分析与模型研究[J].交通与计算机，2007（2）.

[3]北京城建设计研究院主编，天津市城市快速轨道交通线网规划中期报告[R].北京：城市建设设计研究院，2000.