广州地铁６号线开通对既有线网的 影响研究 周志华 （广州市交通规划研究院，广东广州５１０２３０） 摘要：随着国内各大城市地铁的高速发展，科 行之有效的评价方法，并提出既有线路在新线开通后的 应对措施，该研究方法可运用于滚动评估新线的开通影 学评估新线开通运营对既有线网的影响具有重要 意义。研究广州地铁６号线开通运营对既有线网产 生的影响，建立了一套评价方法。结果显示，６号 线开通提高了全网的连通效率，降低了网络结构 的脆弱性。６号线对既有线路和换乘站点的运营影 响与６号线和既有线路之间的线路走向关系、客 流间相互作用等因素相关，可大致分为补给和分 响，为科学编制地铁线网规划提供理论和实践参考。 １广州地铁６号线概况 １．１ 线路介绍 广州地铁６号线（浔峰岗一长溢）于２０１３年１２月 底通车，全长２４．４ ｋｍ，包含２０个站点，其中换乘站 ７座。６号线通车后，广州市已经建成开通线路达到９条 （段），共２６０ ｋｍ（图１）。 流２类。最后探讨了不同类型线路、站点在面对新 线开通时可采取的应对措施。 关键词：地铁；新线；网络；拓扑结构；客流特 征：影响 １．２客流情况 １．２．１线路客流 中图分类号：Ｕ２３ｌ ．９２ ２０１４年１月开通初期，６号线各项客流指标如 表１所示。 Ｏ引言 随着国内各大城市地铁建设的加速推进，北京、 １－２－２站点客流 ６号线全线站点平均进站量１．６７万人次／日，低于全 网平均数２．６万人次／日。进站客流与站点换乘客流具体 指标见图２和表２。 上海、广州等超大城市均已步人地铁网络化运营时代， 其他各大城市也将陆续开通运营多条地铁线路。因此， 有必要研究新线开通对既有线网的影响，并根据研究结 果总结规律，分析其与线路功能定位、线路类型之间的 ２ ６号线开通对既有线网的影响 ２．１研究方法 匹配关系，以便为地铁线网规划和运营工作提供理论参 考，更加科学地开展线网规划设计和运营组织工作。目 本文旨在建立一套较为全面的研究方法和评价指标 体系，可用于滚动评估新线通车运营后对既有线网的影 响，技术路线如图３所示。 ２．２对线网结构的影响 ２．２．１ 对线网规模的影响 前，已有研究主要是针对地铁新线对既有线网客流或运 营的影响分析 或是线网的拓扑影响分析 。缺乏全 面评估新线对既有线在线网结构、客流特征等方面的影 响。本文拟以广州地铁６号线为例分析新线开通后对线 网整体产生的影响，旨在为评估新线运营影响建立一套 作者简介：周志华（１ ９７８一），男，高级工程师 ６号线开通后，广州地铁的长度与车站数均增长了 ５４ 啪洲ＴＩｌ＾Ⅳｓ盯６ １２０１７强代垣巾轨■交■ 运营管理 号线●６号线 广佛线 号线－８号线＿ＡＰＭ线 ６ Ｏ ５ ０ ４ ０ ３ ０ ２ ０ ０ Ｏ ０ ＩＩ｜遐彗建 －－ ■● § ■§霹 ■－咄 广佛 椴 圆 杖 ～卷辫 留谣 Ｌ 器长 圈 图１广州地铁线网图 口ｒｒｌ 表１ ６号线开通初期工作日客流指标一览 起止站点 线路长度／ｋｉｎ 站点数／个 换乘站／个 客运量／万人次・日 抠 概 缸 ＼ 浔峰岗一长泣 ２４．４ ２０ ■ 匿霹 《 ７ ＿＿－Ｉ＿ ．＿…＿ Ｉ＿ 糕 若嘲 霹 一 划 糊 ３３－２ １－３６ ５。５０ ２３ ７．５６ 客运强度／万人次・ｋｍ。 平均运距／ｋｍ 平均运距占线路长度比例／％ 图２ ６号线各站点全日进站客流量 表２ ６号线各换乘站客流情况（不含换乘线路地面集散客流）万人次／日 本线客运量／万人次・日 换乘量／万人次・日。。 换乘比例／％ 过境量／万人次一日 过境比例 １３．２８ ４０ １．６４ ５ 坝代堪市轫厦交蘧６１２０１７ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮ ＴＲＡＮＳＩＴ ５５ 图３研究方法技术路线 １０％，换乘站个数大幅增加。同时，广州地铁服务的 人口和就业岗位分别较６号线开通前增加了１５％。服务 范围较设施供给增幅更大。主因是６号线穿越了中心城 区，其人口、就业岗位密度比线网平均水平高。６号线 开通前后，线网各项指标具体变化见表３。 表３ ６号线开通前后全网人口 就业覆盖范围变化 ２．２－２对线网拓扑结构的影响 地铁线网拓扑结构是网络基础特性之一，影响着网 络整体性能，而网络性能中，效率和稳健性是最重要的 ２个方面。网络效率决定了人们在地铁线网中各个节点 间移动的总体时间成本，而网络运行中，突发事件不可 避免，如列车故障或发生安全事故必然影响整个网络的 正常运行；稳健性则决定了地铁线网在抵御突发事件时 保持网络连通正常的能力，其对立的概念往往用网络脆 弱性来表示：网络的脆弱性越高，则其稳健性越差。 本文拟通过引入复杂网络【１叫中相关统计指标，对 ６号线接入地铁线网后产生的影响进行分析，分析重点 集中在网络的效率及脆弱性指标上，其中网络效率可用 节点平均效率、平均最短路径等表征，而脆弱性则用介 ５６ ＩＩＩＯＤＥ￣Ｏｌｉｎ＇ｔＰ，ＡＮ￥ｆ ６１２０１７硼代擅巾轨誓交■ 数指标进行表征。相关指标的定义及计算方法可查阅参 考文献［１ｏ】。主要指标概念简述如下。 （１）节点平均度。指网络中节点普遍的联通程 度，直观来看就是网络中所有节点连边数的平均值，平 均度越大的网络，节点之间的连通性越高。 （２）网络效率。是网络中任意一对节点间的联通 效率的平均值，其值越大，则网络节点之间的联通路径 或耗时越短，与网络平均最短路径呈反比。 （３）平均最短路径长度与网络效率。是一对相对 的概念，指网络中任意一对节点间的最短路径的平均 值，可以用途径连边条数表示。 （４）介数。用来表征某一网络组件（节点或边） 在网络中的“中枢性”指标，介数越大，该节点／边在网 络中越重要，所有节点或边的介数平均值则可以表征整 个网络的中枢性集中程度。如平均介数越大，代表网络 的中枢节点／边越集中，相应的网络的脆弱性越高，因 为一旦少数中枢节点受到破坏，网络的连通性将严重 下降。 将地铁线网进行拓扑化处理，相邻２个站点间的距 离均为１，通过统计分析，６号线接入既有线网后，对线 网整体拓扑性能、站点和连边性能的影响如表４所示。 表４ ６号线开通前后的网络整体拓扑性能对照 从表４可以看出，６号线的开通使网络规模增加的 同时，节点平均度也有所增加。网络效率指标方面， ６号线的开通使网络效率略有增加，平均最短路径减 小。网络脆弱性指标方面，网络的平均节点介数值、边 介数值均有所下降。证明６号线的开通降低了网络节点 间最短路径的“集中程度”，也意味着提高了网络对于 蓄意攻击的承受能力，降低了网络的脆弱性。另外，网 络的直径没有改变。 图４、图５分别为６号线开通后广州地铁线网的最短 路径长度（已转化为标准值）的概率分布和累计概率分 布对比。图４中最短路径长度的分布呈现偏态分布的特 征，其峰值在１１．０５左右，即最短路径长度为１１．０５的概 率最大，达到７％。图５的横坐标也为最短路径长度，纵 坐标则是累计概率，即小于等于相应横坐标的最短路径 长度出现的概率。 从图４、图５可以看出，６号线开通后，线网内部节 点间最短路径长度的分布曲线整体“左移”，意味着绝大 部分节点之间的最短路径因为６号线的开通而变小了。 图６、图７显示了６号线开通前后，广卅ｆ地铁线网的 节点、边介数（已转化为标准值）累计概率分布的对比 情况。总体上看，含６号线的线网模型其累计分布曲线 均呈现出整体“左移”的情况，说明６号线的开通普遍 降低了网络中节点、边的介数中心性。介数中心性指标 反映的是节点／边对网络信息传播的控制能力，在地铁线 网中则反映了该节点／边在客流流通中的中枢性地位。 斛醛＃蹄 料醛 碳 节点介数 图６ ６号线开通前后点介数累计比例分布 ６号线的开通，增强了网络路径中大部分节点／边的可替 褂 饔 节点介数 图７ ６号线开通前后边介数累计比例分布 代性，给予客流路由更多的“可选择性”。因此，重要 节点中枢性的降低，使得网络在面临重要节点故障或瘫 最短路径长度 痪时具备更强的恢复正常运作能力。 图４ ６号线开通后线网节点最短路径长度比例分布 ２．３对线网客流的影响 ６号线于２０１３年１２月２８日开通，为减少地铁线网 客流自身随时间而增长对本次对比分析的干扰，特选取 ２０１４年１月３日至７日５个工作日广州地铁线网客流数据 作为研究对象，与２０１３年１２月６号线未开通时的客流数 据进行对比，研究６号线开通对线网客流的影响。 ２．３．１ 对全网客流影响 ６号线开通前后，全网客流运作各项指标变化情况 如表５所示。 可以看出，６号线开通后，广州地铁线网出行量、 客运量均有小幅上升，变化幅度为６％左右，低于线路 最短路径长度 开通后里程、站点数、人口、就业覆盖的变化。这一方 面说明６号线开通后客流有一定时间的成长期；另一方 图５ ６号线开通后线网节点最短路径累计比例分布 璃代厦市辄腿交■６１２０１７ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ ５７ 表５ ６号线开通前后线网客流指标变化 对不同类型的线路、站点的客流分布影响也不尽相同。 因此，分析新线开通后对既有线路、站点的客流分 布影响，不可一概而论，还需结合新建线路与既有线路 的走向关系、客流间相互作用性质等因素综合分析。若 新建线路穿越中心城区且与既有老城区线路间隔较小， 导致新、旧线服务区域有所重叠，新线本身即具有较 强的高密度开发地区可达性，那么必然对既有线形成较 大的分流作用；若新线与既有线属不同客流走廊，间隔 较大，且在核心城区外围相交，则补给作用强于分流作 面说明６号线在目前线网中的功能不是骨架线，周边所 穿过的区域依赖公共交通出行的客流有限。 在客流时间分布上，全网客流时间分布变化也说明 用。因此，既有线路和换乘站点在考虑新建线路的影响 时，应对措施也有所不同，可将既有线路或站点大致分 为被分流型和被补给型。 ２ Ｏ ８ ６ ４ ２ Ｏ 了６号线周边的客流性质。６号线开通后，早晚高峰通 勤客流比例均有所下降，平时的生活休闲、商务等客流 比例有所上升。６号线的开通对全网高峰小时系数的影 响如图８所示。 ２．３－２对相关线路的影响 ３．１被分流型线路 Ｏ ０ ０ Ｏ Ｏ ０ ０ 对于被分流型线路，高峰期客运负荷强度会有所 降低，可适当增大发车间隔以适应客流量变化，减轻运 Ｉ－Ｌ 蓊 疫 Ｉ一开通前Ｊ ６号线东西向穿城而过，对相关线路 蕙 的影响分为分流与补给２大类（图９）。 （１）分流影响。由于６号线与１号 ｌｆｒ＼ 厂 、． ，－ 厂＼Ｉ ＼ 一 一一 １＇｜ ●＿ 线平行段均穿越越秀区核心区，两线平行 墅 段间隔仅１ ｋｍ左右，沿线出行强度大， 一－＼Ｉ ６：００ ７：Ｏ０ ８：００ ９：Ｏ０ １０：００ｌ１：００ １２：００ １３：００１４：００ １５：００１６：ｏ０ １７：００１８：００ １９：００ ２０：００２１：ｏ０ ２２：００ ２３：Ｏ０ 服务客流重叠，因此对１号线主要为平行 分流作用，表现为ｌ号线客运量与高峰断 面略有下降。同样，６号线对３号线及北 延线的影响表现在对３号线北部客流（换 时段 图８ ６号线开通前后线网客流时间分布变化 乘１号线）的分流，开通后广州东站和体育西路换乘客 流均有所下降。 （２）补给影响。６号线与５号线虽然也有平行段， 但６号线与５号线平行段间隔较大，服务对象客流基本 不重叠，且两线交叉点位于核心区外围，６号线外围进 城客流具有一定的换乘５号线的需求，因此主要是坦尾 西侧、区庄东侧两端客流对５号线的补给，表现为５号 线客运量有所上升。具体指标见表６和表７。 ３新线开通的应对启示 由以上分析可知，广州地铁６号线开通后，从网络 拓扑结构上看，提高了全网的连通效率，降低了网络结 构的脆弱性；从客流运作层面看，初期除带来一部分新 图９ ６号线开通后对既有线路的分流 补给作用示意 增客流外，也会对既有线路的客流分布进行重构，而且 ５８ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ ６ １２０１７坝代墟巾轿腿交叠 表６ ６号线开通后相关线路客流量变化万人次／日 表７ ６号线开通后相关换乘站客流量变化万人次／日 行、维护压力。被分流型换乘站点往往位于被分流型线 路上，新线接入使其高峰期客流压力减轻。 ３．２被补给型换乘站 对于被补给型线路，则需加大发车密度，满足新增 客流的需求。而被补给型换乘站点往往是新线接入处的 换乘站点，需加强客流组织和现场引导工作，以应对新 增客流压力。 ４结语 近年来各大城市的地铁建设都进入加速期，随着 新线越来越密集地开通，分析新线开通对既有线网的影 响具有重要意义，可为评估新线的功能定位、辅助新线 客流预测以及指导后续线路规划提供参考和借鉴。本文 建立了一套评价方法，从网络拓扑结构和客流运作２个 层面研究了广州地铁６号线的开通对既有线网产生的影 响。该方法可为城市轨道交通新线制订滚动性跟踪评估 提供参考。本文仅研究了广州地铁６号线的影响，尚未 对外围延伸线、环线、市域快线等其他类型的新线影响 进行分析，未来可利用类似评价方法针对不同类型的新 线进行分析，并总结其普遍规律。 参考文献 ［１］汪波，战明辉，鲁放．城市轨道交通新线开通对既 有线网运营的影响［Ｊ］．都市快轨交通，２０１２，２５ （６）：６Ｏ一６４． ［２］王静．城市轨道新线接入后全网客流分布及成长规律 研 Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１０． ［３］王静，刘剑锋，孙福亮，等．轨道新线接入后全网客 流分布及成长规律研究．中国城市交通规划２０１１４年 会论文集［Ｃ］．江苏南京：东南大学出版社，２０１１． ［４］赵路敏，王奕，杜世敏．新线开通对线网客流特征的 影响［Ｊ］．都市快轨交通，２０１１，２４（２）：４６．４９． ［５】李伟．基于复杂网络指标的轨道线网线路评价［Ｊ］．都 市快轨交通，２０１３，２６（６）：４８．５１． ［６］张铁岩，宋瑞，郑锂，等．基于复杂网络理论的国内 地铁网络特性分析［Ｊ］．交通信息与安全，２０１２，３０ （５）：５０．５４． ［７］吴贤国，黄艳华，刘惠涛，等．基于复杂网络理论的 地铁线网脆弱性分析［Ｊ］．重庆交通大学学报（自然科 学版），２０１６，３５（４）：９３—９９． ［８］许葭，宋守信，袁朋伟，等．基于ＡＮＰ的地铁站点 网络脆弱性评价［Ｊ］．中国安全科学学报，２０１５，２５ （１２）：１２９—１３４． ［９］崔敏，曹荣林，蒋伟．基于空间句法的西安地铁网 络拓扑结构分析［Ｊ］．陕西科技大学学报（自然科学 版），２０１０，２８（６）：１２４－１２７． ［１０］汪小帆，李翔，陈关荣．复杂网络理论及其应用［Ｍ】． 北京：清华大学出版社，２００６． 收稿日期２０１６－０４—１５ 责任编辑凌晨 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎｅｗｌｙ ｏｐｅｎｅｄ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｍｅｔｒｏ ｌｉｎｅ ６ ｏｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ＺｈｏｕＺｈｉｈｕａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ０ｆ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．ｉｔ ｉＳ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｈａｖｅ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｌｉｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｏｐｅｎｅｄ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｍｅｔｒｏ ｌｉｎｅ ６ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ。ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ １ｉｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｅ伍ｃｉｅｎｃｙ，ｈａｖｉｎｇ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｎｅ ６ ｏｎ ｏｔｈｅｒ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉＳ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆａｃｔｏｒｓ ｏｆｔｈｅｌｎｉｅａｌｉｇｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｌｆｏｗｓ，ｗｈｉｃｈ Ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ： ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ．Ｔｈｅ Ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｂｅ ｔａｋｅｎ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｄｉ髓ｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓｏｆｌｉｎｅｓａｎｄ ｓｔａｔｉｏｎｓｉｎｄｅａｌｎｉｇｗｉｔｈｎｅｗｌｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｒｏ，ｎｅｗ ｌｉｎｅ，ｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｐａｓｓｅｎｇｅｒｆｌｏｗ，ｉｍｐａｃｔ 碗代城巾轨■交强６ １２０１７ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ ５９