李 立

（山東鐵路建設(shè)投資有限公司?投資企管部，山東?濟(jì)南?250098）

濟(jì)南至青島高速鐵路客運(yùn)量預(yù)測(cè)研究

李 立

（山東鐵路建設(shè)投資有限公司?投資企管部，山東?濟(jì)南?250098）

客流預(yù)測(cè)是項(xiàng)目建設(shè)決策和可行性研究的重要依據(jù)，根據(jù)膠濟(jì)通道客流的特點(diǎn)，結(jié)合濟(jì)青高速鐵路在鐵路網(wǎng)中的地位和作用進(jìn)行客運(yùn)量的預(yù)測(cè)，有助于旅客列車(chē)開(kāi)行方案的編制和線路經(jīng)濟(jì)效益的測(cè)算。在闡述濟(jì)青高速鐵路有關(guān)客運(yùn)功能定位和客流特征的基礎(chǔ)上，采用改進(jìn)后的四階段客流預(yù)測(cè)方法對(duì)趨勢(shì)客運(yùn)量、轉(zhuǎn)移客運(yùn)量、誘增客運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到?2025?年、2030?年濟(jì)青高速鐵路客運(yùn)量的相關(guān)預(yù)測(cè)指標(biāo)，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，提出旅客列車(chē)開(kāi)行建議。

濟(jì)青高速鐵路；客運(yùn)量預(yù)測(cè)；客流；開(kāi)行方案

濟(jì)南—青島高速鐵路 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)“濟(jì)青高鐵”)位于山東半島，線路西起山東省會(huì)濟(jì)南市，自石濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線 (石家莊—濟(jì)南東) 新濟(jì)南東站引出，沿既有膠濟(jì)鐵路 (青島—濟(jì)南) 北側(cè)向東經(jīng)鄒平、淄博、青州、濰坊、高密、膠州至青島，引入青島樞紐紅島站，正線全長(zhǎng) 307.83 km?？土黝A(yù)測(cè)[1-3]是項(xiàng)目建設(shè)決策和可行性研究的重要依據(jù)，根據(jù)膠濟(jì)通道客流的特點(diǎn)，結(jié)合濟(jì)青高鐵在鐵路網(wǎng)中的地位和作用進(jìn)行客運(yùn)量預(yù)測(cè)，有助于旅客開(kāi)行方案的編制和線路經(jīng)濟(jì)效益的測(cè)算，為高速鐵路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供參考。

1濟(jì)青高鐵客流特征分析

濟(jì)青高鐵是“四縱四橫”太青客運(yùn)通道 (太原—青島) 的重要組成部分，西聯(lián)濟(jì)南樞紐，與京滬高速鐵路 (北京南—上海虹橋) 和石濟(jì)、石太 (石家莊—太原) 等客運(yùn)專(zhuān)線相連，可以形成山東半島到京津冀，東北方向和山東半島到中原城市群、長(zhǎng)三角的快速客運(yùn)通道；東接青島樞紐，與青榮城際鐵路 (青島北—榮成)、青連鐵路 (青島北—贛榆北) 等銜接，構(gòu)成了連接濟(jì)南、青島間多個(gè)中心城市和通達(dá)山東沿海煙臺(tái)、威海、日照各中心城市快速客運(yùn)主通道，形成了省內(nèi)的“2 h”交通圈。濟(jì)青高鐵是我國(guó)“五縱五橫”綜合交通運(yùn)輸大通道——青島至拉薩通道的組成部分，是太青客運(yùn)通道的補(bǔ)充完善，是山東半島對(duì)外交流的重要鐵路運(yùn)輸通道，主要呈現(xiàn)以下客流特征。

（1）根據(jù)《山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)劃)，山東半島城市群成為北接京津冀經(jīng)濟(jì)圈，南聯(lián)長(zhǎng)江三角洲經(jīng)濟(jì)圈，西啟黃河中下游經(jīng)濟(jì)圈的樞紐型城市群。半島地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展將帶來(lái)人員的大量交流，是該線路城際客流的重要組成部分。

（2）按照規(guī)劃，山東半島將形成“兩心、三帶、兩組團(tuán)”的城鎮(zhèn)化空間布局。隨著規(guī)劃的逐步實(shí)施，沿線城鎮(zhèn)之間聯(lián)系將日益密切，城鎮(zhèn)間客運(yùn)需求潛力旺盛，將成為線路城際客流的構(gòu)成部分。此外，沿線區(qū)域旅游資源的開(kāi)發(fā)將為線路帶來(lái)部分旅游客流。

（3）濟(jì)青高鐵線路前方銜接京滬高速鐵路、石濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線，連通石太客運(yùn)專(zhuān)線、京沈客運(yùn)專(zhuān)線(北京—沈陽(yáng))、鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線(鄭州東—徐州東)等，后方銜接青榮城際鐵路和青連鐵路。前后方銜接線路將為濟(jì)青高鐵帶來(lái)半島城市群城際客流及膠東地區(qū)長(zhǎng)途客流，該部分客流是該線路客流量的重要組成部分。

（4）由于歷史的原因，山東省大量客流 (尤其是城際客流) 由公路承擔(dān)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)膠濟(jì)通道公路斷面量得知，城際客流占總客流比例為77.5%～80.0%。鐵路具有大容量、高密度、高效率等特征，未來(lái)大量城際客流將由公路運(yùn)輸轉(zhuǎn)移至鐵路運(yùn)輸，為該線路帶來(lái)大量客流。

2濟(jì)青高鐵客運(yùn)量預(yù)測(cè)

2.1預(yù)測(cè)方法

客流預(yù)測(cè)采用“四階段法”的思路[4-5]，具體步驟和方法如下。①以通道吸引范圍內(nèi)基年全社會(huì)客運(yùn) OD 為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)區(qū)域全社會(huì)及鐵路客運(yùn)需求主要影響因素的分析，預(yù)測(cè)區(qū)域全社會(huì)客運(yùn)量，并采用份額法預(yù)測(cè)區(qū)域鐵路客運(yùn)量；②根據(jù)現(xiàn)狀客流 OD，采用 Fratar 法預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)年度趨勢(shì)客流OD；③采用重力模型和 Logit 模型預(yù)測(cè)客運(yùn)專(zhuān)線的誘發(fā)、轉(zhuǎn)移運(yùn)量；④根據(jù)客流量徑路比較，結(jié)合既有旅客列車(chē)開(kāi)行和相鄰路網(wǎng)條件，確定膠濟(jì)通道各線合理承擔(dān)的客運(yùn)量和份額；⑤根據(jù)濟(jì)青高鐵與膠濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線合理分工原則，確定膠濟(jì)通道各線客流密度和旅客列車(chē)對(duì)數(shù)。

2025年石濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線、青島—連云港鐵路、德龍煙鐵路、黃驊—大家洼鐵路、山西中南部鐵路通道建成，邯長(zhǎng)—邯濟(jì)鐵路擴(kuò)能改造完成；濟(jì)南—萊蕪、濟(jì)南—泰安、濟(jì)南—機(jī)場(chǎng)、濟(jì)南—聊城、青榮城際鐵路建成。2030 年曲阜—濟(jì)寧、青島—海陽(yáng)、紅島—膠南城際鐵路，濟(jì)南—鄭州客運(yùn)專(zhuān)線建成，山東半島城市群城際鐵路網(wǎng)形成。根據(jù)以上路網(wǎng)的規(guī)劃，將 2012 年作為預(yù)測(cè)年度，將 2025 年、2030 年作為運(yùn)量預(yù)測(cè)的研究年度，分別預(yù)測(cè)研究年度的客運(yùn)量。

2.2客運(yùn)量預(yù)測(cè)模型

研究年度通道客運(yùn)量分為趨勢(shì)、轉(zhuǎn)移和誘增運(yùn)量 3 個(gè)部分[6]。

2.2.1 趨勢(shì)客運(yùn)量預(yù)測(cè)

研究年度石濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線及濟(jì)青高鐵建成后，與石太客運(yùn)專(zhuān)線共同組成了太青客運(yùn)通道，同時(shí)濟(jì)青高鐵銜接京滬高速鐵路、青榮城際鐵路、青連鐵路及其他城市群城際鐵路，構(gòu)建完善的客運(yùn)專(zhuān)線網(wǎng)。根據(jù)區(qū)域客運(yùn)量預(yù)測(cè)，結(jié)合路網(wǎng)分工研究，確定濟(jì)青高鐵主要承擔(dān)膠東地區(qū)及膠濟(jì)沿線與魯西地區(qū)、京滬沿線、華北、華東、中原等地區(qū)的旅客交流，同時(shí)承擔(dān)部分山東半島城市群間的城際交流。

根據(jù)研究年度路網(wǎng)構(gòu)成及通道各線客流的分析，在現(xiàn)狀 OD 的基礎(chǔ)上進(jìn)行旅客 OD 分布預(yù)測(cè)，從而確定濟(jì)青高鐵承擔(dān)的趨勢(shì)客運(yùn)量。

2.2.2轉(zhuǎn)移客運(yùn)量預(yù)測(cè)

濟(jì)青高鐵的建成進(jìn)一步加強(qiáng)通道的運(yùn)輸能力，為開(kāi)行城際列車(chē)提供可能，濟(jì)南—青島城際列車(chē)的開(kāi)通，將提高沿線各點(diǎn)間的客運(yùn)能力，有效提升高速鐵路的服務(wù)水平，產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)移運(yùn)量。轉(zhuǎn)移客運(yùn)量的預(yù)測(cè)是以運(yùn)輸方式的市場(chǎng)分擔(dān)率為基礎(chǔ)的，采用 Logit 模型[7-8]計(jì)算有無(wú)高速鐵路情況下鐵路客流市場(chǎng)分擔(dān)率的變化，結(jié)合研究年度全社會(huì) OD 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移客運(yùn)量。Logit 模型計(jì)算公式為

式中：Pijk為小區(qū) i 與小區(qū)j 間 k 種運(yùn)輸方式的市場(chǎng)分擔(dān)率；Cijk為小區(qū) i 與小區(qū) j 間 k 種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用；λ 為正態(tài)分布系數(shù)，控制各種交通方式的離散程度。

式中：tijk為小區(qū) i 與小區(qū) j 間 k 種運(yùn)輸方式的在車(chē)旅行時(shí)間； pijk為小區(qū) i 與小區(qū) j 間 k 種運(yùn)輸方式的進(jìn)出站場(chǎng)時(shí)間； wijk為小區(qū) i 與小區(qū) j 間 k 種運(yùn)輸方式的等候時(shí)間 (含中轉(zhuǎn)時(shí)間)； Fijk為小區(qū) i 與小區(qū) j 間 k 種運(yùn)輸方式直接付出的費(fèi)用 (包括票價(jià)和附加費(fèi))；α0k為 k 種運(yùn)輸方式的方式罰因子，表示交通方式服務(wù)屬性中除時(shí)間、費(fèi)用以外的因素 (安全、舒適、方便性)；α1k，α2k，α3k，α4k為 k 種運(yùn)輸方式各費(fèi)用元素的權(quán)重。

對(duì)廣義費(fèi)用 ⑵ 式進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用時(shí)間價(jià)值將時(shí)間轉(zhuǎn)化為費(fèi)用，根據(jù) Logit 模型計(jì)算有無(wú)高速鐵路情況下鐵路運(yùn)輸方式的市場(chǎng)分擔(dān)率，則轉(zhuǎn)移客運(yùn)量預(yù)測(cè)模型[8]計(jì)算公式為

式中：Qij 轉(zhuǎn)移為小區(qū) i 與小區(qū) j 間的轉(zhuǎn)移客運(yùn)量；Pijk 有，Pijk 無(wú)為小區(qū) i 與小區(qū) j 間有無(wú)高速鐵路情況下鐵路運(yùn)輸方式的市場(chǎng)分擔(dān)率；Qij 全為小區(qū) i 與小區(qū) j 間全社會(huì)趨勢(shì)運(yùn)量；Cijk 有，Cijk 無(wú)為小區(qū) i 與小區(qū) j 間有無(wú)高速鐵路情況下鐵路運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用。

2.2.3誘增客運(yùn)量預(yù)測(cè)

誘增客流是由于高速鐵路項(xiàng)目的實(shí)施而新產(chǎn)生的交通量，其預(yù)測(cè)主要考慮 OD 對(duì)之間的綜合廣義費(fèi)用，按“有無(wú)對(duì)比”原則，采用重力模型計(jì)算各OD 對(duì)的誘增率。重力模型計(jì)算公式為

式中：Qij為小區(qū) i 與小區(qū) j 間的交通分布量；SEij為小區(qū) i 與小區(qū) j 間社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；Cij為小區(qū) i 與小區(qū)j 間的綜合廣義費(fèi)用，； θ，α，β 為重力模型參數(shù)。

根據(jù)“有無(wú)對(duì)比”原則，可以計(jì)算誘增客運(yùn)量，其公式為

式中：Qij誘增為小區(qū) i 與小區(qū) j 間的誘增客運(yùn)量；Qij有，Qij無(wú)為小區(qū) i 與小區(qū) j 間有無(wú)高速鐵路情況下的旅客運(yùn)輸需求量。

根據(jù)重力模型，將 ⑸ 式進(jìn)行整理，則誘增客運(yùn)量預(yù)測(cè)模型計(jì)算公式為

式中：Cij有，Cij無(wú)為小區(qū) i 與小區(qū) j 間有無(wú)高速鐵路情況下的綜合費(fèi)用；β?為重力模型參數(shù)。

3算例

3.1客運(yùn)量預(yù)測(cè)

根據(jù)前述研究的鐵路趨勢(shì)客運(yùn)量、轉(zhuǎn)移客運(yùn)量和誘發(fā)客運(yùn)量預(yù)測(cè)模型，可以得到趨勢(shì)客流、轉(zhuǎn)移客流和誘增客流如表 1 所示。通過(guò)表 1 可知，通道客流最大斷面濟(jì)南—淄博段 2025 年為 3 726 萬(wàn)人，其中轉(zhuǎn)移客流 965 萬(wàn)人、趨勢(shì)客流 2 432 萬(wàn)人、誘增客流 329 萬(wàn)人，所占比例分別為 25.9%、65.3%、8.8%；2030 年為 4 100 萬(wàn)人，其中轉(zhuǎn)移客流 1 147 萬(wàn)人、趨勢(shì)客流 2 537 萬(wàn)人、誘增客流 416萬(wàn)人，所占比例分別為 28.0%、61.9%、10.1%。

表 1 預(yù)測(cè)膠濟(jì)通道客流

3.2各運(yùn)輸方式客流分析

由于能力限制，目前濟(jì)南—青島間開(kāi)行旅客列車(chē)不多。濟(jì)青高鐵建成后，各方式承擔(dān)的客運(yùn)市場(chǎng)份額將發(fā)生較大變化。膠濟(jì)通道鐵路客運(yùn)市場(chǎng)份額將由 2012 年的 25.5% 提高到 2025 年的近 36%，研究年度鐵路市場(chǎng)份額進(jìn)一步提高。研究年度膠濟(jì)通道各方式市場(chǎng)分擔(dān)率如表 2 所示。

表 2 研究年度膠濟(jì)通道各方式分擔(dān)率 %

3.3通道內(nèi)各線區(qū)段客流密度

濟(jì)青高鐵承擔(dān)絕大部分中長(zhǎng)途快速客流及高速城際客流；膠濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線主要承擔(dān)山東半島城際客流及少量低速動(dòng)車(chē)組跨線客流，同時(shí)兼顧中長(zhǎng)途普速客流，通道內(nèi)各線各區(qū)段客流密度如表 3 所示。據(jù)調(diào)查，通道內(nèi)客流以公務(wù)、旅游、務(wù)工、探親為主，其中城際及務(wù)工、旅游客流比重較大，沿線城際及旅游客流高峰時(shí)段為 6 ∶ 00～7 ∶ 00，公務(wù)及探親等客流高峰時(shí)段為 8 ∶ 00～9 ∶ 00，疊加后高峰客流時(shí)段為 7 ∶ 00～8 ∶ 00。

表 3 研究年度膠濟(jì)通道區(qū)段客流密度 萬(wàn)人公里/km

3.4旅客列車(chē)對(duì)數(shù)及開(kāi)行方案建議

根據(jù)濟(jì)青高鐵與膠濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線分工原則，結(jié)合既有膠濟(jì)通道旅客列車(chē)開(kāi)行方案及研究年度客流OD 結(jié)果，得出研究年度濟(jì)青高鐵列車(chē)密度最大區(qū)段(濟(jì)南—淄博段) 旅客列車(chē)分別為 79 對(duì)/d、88 對(duì)/d，濟(jì)青高鐵及膠濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線各區(qū)段旅客列車(chē)對(duì)數(shù)如表 4 所示。

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)的研究結(jié)果，對(duì)濟(jì)青高鐵旅客列車(chē)開(kāi)行提出以下建議。

（1）高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線均承擔(dān)旅客運(yùn)輸。濟(jì)青高鐵主要承擔(dān)銜接京滬高速鐵路、石濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線、濟(jì)鄭客運(yùn)專(zhuān)線、青榮城際鐵路、青連鐵路等中長(zhǎng)途跨線高速客流，兼顧沿線高速城際客流；膠濟(jì)客運(yùn)專(zhuān)線主要承擔(dān)山東半島城鎮(zhèn)群城際旅客交流，兼顧中長(zhǎng)途低速動(dòng)車(chē)組列車(chē)及全部的普通旅客列車(chē)。

表 4 膠濟(jì)鐵路通道各區(qū)段旅客列車(chē)對(duì)數(shù) 　對(duì)/d

（2）以拓展快速客運(yùn)網(wǎng)覆蓋范圍、提高動(dòng)車(chē)組運(yùn)用效益為原則，研究年度太青客運(yùn)專(zhuān)線沿線石家莊、德州、濟(jì)南、淄博、濰坊、青島等主要節(jié)點(diǎn)與銜接線路的旅客交流，適當(dāng)組織開(kāi)行跨線快速列車(chē)。

（3）濟(jì)青高鐵各主要節(jié)點(diǎn)間具備客流條件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)開(kāi)行節(jié)點(diǎn)間的城際旅客列車(chē)。

（4）根據(jù)不同客流成分的流量、流向，以及對(duì)應(yīng)等級(jí)的旅客列車(chē)年輸送能力，合理確定區(qū)段旅客列車(chē)對(duì)數(shù)，編制旅客列車(chē)開(kāi)行方案。

4結(jié)束語(yǔ)

在濟(jì)青高鐵的趨勢(shì)運(yùn)量、轉(zhuǎn)移運(yùn)量和誘增運(yùn)量的預(yù)測(cè)中，基于四階段法的思想，對(duì) Logit 模型和重力模型進(jìn)行深入研究，模型中參數(shù)標(biāo)定的準(zhǔn)確程度直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度，預(yù)測(cè)通過(guò)線性回歸法和最小二乘法，利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。最后利用預(yù)測(cè)模型計(jì)算濟(jì)青高鐵所承擔(dān)的客運(yùn)量及旅客列車(chē)對(duì)數(shù)，并且根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果提出了列車(chē)開(kāi)行方案的建議。為了確保預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)更加精確，對(duì)于客流預(yù)測(cè)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、處理與分析還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)于模型中參數(shù)標(biāo)定與驗(yàn)證方法等還有待進(jìn)一步深入研究。

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責(zé)任編輯：何 瑩

Traffic Volume Forecast for Ji’nan-Qingdao High-Speed Railway

LI Li

(Investment and Enterprise Management Department, Shandong Railway Construction and Investment Co., Ltd., Ji’nan 250098, Shandong, China)

Traffic volume forecast is the important argument for feasibility study and construction decision making of a railway project. Forecast of passenger traffic volume on the basis of its feature in Qingdao-Ji’nan corridor and the role of Ji’nan-Qingdao high-speed railway line in China’s whole railway network is helpful for the making of passenger train operation plan and the calculation of related economic benefits. Clarifying the function positioning and characteristic of traffic flows of the passenger transportation in Ji’nan-Qingdao high-speed railway line, the paper adopts improed 4-step passenger traffic forecasting method to calculate the accrual traffic volume, transfer traffic volume and inducing traffic volume so as to get the related forecasted indices in 2025 and 2030 of the line, and finally puts forward a suggested passenger train operation plan according to the forecasted results.

Ji’nan-Qingdao High-Speed Railway Line; Passenger Traffic Volume Forecast; Traffic Volume; Operation Plan

1003-1421(2016)09-0045-05+3

B

U293.1

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.09.09

2015-03-16

2016-07-20

中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃課題(2014F007)