济南至青岛高速铁路客运量预测研究

李 立

（山东铁路建设投资有限公司 投资企管部，山东 济南 250098）

济南至青岛高速铁路客运量预测研究

李 立

（山东铁路建设投资有限公司 投资企管部，山东 济南 250098）

客流预测是项目建设决策和可行性研究的重要依据，根据胶济通道客流的特点，结合济青高速铁路在铁路网中的地位和作用进行客运量的预测，有助于旅客列车开行方案的编制和线路经济效益的测算。在阐述济青高速铁路有关客运功能定位和客流特征的基础上，采用改进后的四阶段客流预测方法对趋势客运量、转移客运量、诱增客运量进行预测，得到 2025 年、2030 年济青高速铁路客运量的相关预测指标，并对预测结果进行分析，提出旅客列车开行建议。

济青高速铁路；客运量预测；客流；开行方案

济南—青岛高速铁路 (以下简称“济青高铁”)位于山东半岛，线路西起山东省会济南市，自石济客运专线 (石家庄—济南东) 新济南东站引出，沿既有胶济铁路 (青岛—济南) 北侧向东经邹平、淄博、青州、潍坊、高密、胶州至青岛，引入青岛枢纽红岛站，正线全长 307.83 km。客流预测[1-3]是项目建设决策和可行性研究的重要依据，根据胶济通道客流的特点，结合济青高铁在铁路网中的地位和作用进行客运量预测，有助于旅客开行方案的编制和线路经济效益的测算，为高速铁路的建设和运营提供参考。

1济青高铁客流特征分析

济青高铁是“四纵四横”太青客运通道 (太原—青岛) 的重要组成部分，西联济南枢纽，与京沪高速铁路 (北京南—上海虹桥) 和石济、石太 (石家庄—太原) 等客运专线相连，可以形成山东半岛到京津冀，东北方向和山东半岛到中原城市群、长三角的快速客运通道；东接青岛枢纽，与青荣城际铁路 (青岛北—荣成)、青连铁路 (青岛北—赣榆北) 等衔接，构成了连接济南、青岛间多个中心城市和通达山东沿海烟台、威海、日照各中心城市快速客运主通道，形成了省内的“2 h”交通圈。济青高铁是我国“五纵五横”综合交通运输大通道——青岛至拉萨通道的组成部分，是太青客运通道的补充完善，是山东半岛对外交流的重要铁路运输通道，主要呈现以下客流特征。

（1）根据《山东半岛蓝色经济区发展规划》(以下简称规划)，山东半岛城市群成为北接京津冀经济圈，南联长江三角洲经济圈，西启黄河中下游经济圈的枢纽型城市群。半岛地区经济的持续快速发展将带来人员的大量交流，是该线路城际客流的重要组成部分。

（2）按照规划，山东半岛将形成“两心、三带、两组团”的城镇化空间布局。随着规划的逐步实施，沿线城镇之间联系将日益密切，城镇间客运需求潜力旺盛，将成为线路城际客流的构成部分。此外，沿线区域旅游资源的开发将为线路带来部分旅游客流。

（3）济青高铁线路前方衔接京沪高速铁路、石济客运专线，连通石太客运专线、京沈客运专线(北京—沈阳)、郑徐客运专线(郑州东—徐州东)等，后方衔接青荣城际铁路和青连铁路。前后方衔接线路将为济青高铁带来半岛城市群城际客流及胶东地区长途客流，该部分客流是该线路客流量的重要组成部分。

（4）由于历史的原因，山东省大量客流 (尤其是城际客流) 由公路承担。通过统计胶济通道公路断面量得知，城际客流占总客流比例为77.5%～80.0%。铁路具有大容量、高密度、高效率等特征，未来大量城际客流将由公路运输转移至铁路运输，为该线路带来大量客流。

2济青高铁客运量预测

2.1预测方法

客流预测采用“四阶段法”的思路[4-5]，具体步骤和方法如下。①以通道吸引范围内基年全社会客运 OD 为基础，通过对区域全社会及铁路客运需求主要影响因素的分析，预测区域全社会客运量，并采用份额法预测区域铁路客运量；②根据现状客流 OD，采用 Fratar 法预测设计年度趋势客流OD；③采用重力模型和 Logit 模型预测客运专线的诱发、转移运量；④根据客流量径路比较，结合既有旅客列车开行和相邻路网条件，确定胶济通道各线合理承担的客运量和份额；⑤根据济青高铁与胶济客运专线合理分工原则，确定胶济通道各线客流密度和旅客列车对数。

2025年石济客运专线、青岛—连云港铁路、德龙烟铁路、黄骅—大家洼铁路、山西中南部铁路通道建成，邯长—邯济铁路扩能改造完成；济南—莱芜、济南—泰安、济南—机场、济南—聊城、青荣城际铁路建成。2030 年曲阜—济宁、青岛—海阳、红岛—胶南城际铁路，济南—郑州客运专线建成，山东半岛城市群城际铁路网形成。根据以上路网的规划，将 2012 年作为预测年度，将 2025 年、2030 年作为运量预测的研究年度，分别预测研究年度的客运量。

2.2客运量预测模型

研究年度通道客运量分为趋势、转移和诱增运量 3 个部分[6]。

2.2.1 趋势客运量预测

研究年度石济客运专线及济青高铁建成后，与石太客运专线共同组成了太青客运通道，同时济青高铁衔接京沪高速铁路、青荣城际铁路、青连铁路及其他城市群城际铁路，构建完善的客运专线网。根据区域客运量预测，结合路网分工研究，确定济青高铁主要承担胶东地区及胶济沿线与鲁西地区、京沪沿线、华北、华东、中原等地区的旅客交流，同时承担部分山东半岛城市群间的城际交流。

根据研究年度路网构成及通道各线客流的分析，在现状 OD 的基础上进行旅客 OD 分布预测，从而确定济青高铁承担的趋势客运量。

2.2.2转移客运量预测

济青高铁的建成进一步加强通道的运输能力，为开行城际列车提供可能，济南—青岛城际列车的开通，将提高沿线各点间的客运能力，有效提升高速铁路的服务水平，产生大量转移运量。转移客运量的预测是以运输方式的市场分担率为基础的，采用 Logit 模型[7-8]计算有无高速铁路情况下铁路客流市场分担率的变化，结合研究年度全社会 OD 预测转移客运量。Logit 模型计算公式为

式中：Pijk为小区 i 与小区j 间 k 种运输方式的市场分担率；Cijk为小区 i 与小区 j 间 k 种运输方式的广义费用；λ 为正态分布系数，控制各种交通方式的离散程度。

式中：tijk为小区 i 与小区 j 间 k 种运输方式的在车旅行时间； pijk为小区 i 与小区 j 间 k 种运输方式的进出站场时间； wijk为小区 i 与小区 j 间 k 种运输方式的等候时间 (含中转时间)； Fijk为小区 i 与小区 j 间 k 种运输方式直接付出的费用 (包括票价和附加费)；α0k为 k 种运输方式的方式罚因子，表示交通方式服务属性中除时间、费用以外的因素 (安全、舒适、方便性)；α1k，α2k，α3k，α4k为 k 种运输方式各费用元素的权重。

对广义费用 ⑵ 式进行简化，采用时间价值将时间转化为费用，根据 Logit 模型计算有无高速铁路情况下铁路运输方式的市场分担率，则转移客运量预测模型[8]计算公式为

式中：Qij 转移为小区 i 与小区 j 间的转移客运量；Pijk 有，Pijk 无为小区 i 与小区 j 间有无高速铁路情况下铁路运输方式的市场分担率；Qij 全为小区 i 与小区 j 间全社会趋势运量；Cijk 有，Cijk 无为小区 i 与小区 j 间有无高速铁路情况下铁路运输方式的广义费用。

2.2.3诱增客运量预测

诱增客流是由于高速铁路项目的实施而新产生的交通量，其预测主要考虑 OD 对之间的综合广义费用，按“有无对比”原则，采用重力模型计算各OD 对的诱增率。重力模型计算公式为

式中：Qij为小区 i 与小区 j 间的交通分布量；SEij为小区 i 与小区 j 间社会经济指标；Cij为小区 i 与小区j 间的综合广义费用，； θ，α，β 为重力模型参数。

根据“有无对比”原则，可以计算诱增客运量，其公式为

式中：Qij诱增为小区 i 与小区 j 间的诱增客运量；Qij有，Qij无为小区 i 与小区 j 间有无高速铁路情况下的旅客运输需求量。

根据重力模型，将 ⑸ 式进行整理，则诱增客运量预测模型计算公式为

式中：Cij有，Cij无为小区 i 与小区 j 间有无高速铁路情况下的综合费用；β 为重力模型参数。

3算例

3.1客运量预测

根据前述研究的铁路趋势客运量、转移客运量和诱发客运量预测模型，可以得到趋势客流、转移客流和诱增客流如表 1 所示。通过表 1 可知，通道客流最大断面济南—淄博段 2025 年为 3 726 万人，其中转移客流 965 万人、趋势客流 2 432 万人、诱增客流 329 万人，所占比例分别为 25.9%、65.3%、8.8%；2030 年为 4 100 万人，其中转移客流 1 147 万人、趋势客流 2 537 万人、诱增客流 416万人，所占比例分别为 28.0%、61.9%、10.1%。

表 1 预测胶济通道客流

3.2各运输方式客流分析

由于能力限制，目前济南—青岛间开行旅客列车不多。济青高铁建成后，各方式承担的客运市场份额将发生较大变化。胶济通道铁路客运市场份额将由 2012 年的 25.5% 提高到 2025 年的近 36%，研究年度铁路市场份额进一步提高。研究年度胶济通道各方式市场分担率如表 2 所示。

表 2 研究年度胶济通道各方式分担率 %

3.3通道内各线区段客流密度

济青高铁承担绝大部分中长途快速客流及高速城际客流；胶济客运专线主要承担山东半岛城际客流及少量低速动车组跨线客流，同时兼顾中长途普速客流，通道内各线各区段客流密度如表 3 所示。据调查，通道内客流以公务、旅游、务工、探亲为主，其中城际及务工、旅游客流比重较大，沿线城际及旅游客流高峰时段为 6 ∶ 00～7 ∶ 00，公务及探亲等客流高峰时段为 8 ∶ 00～9 ∶ 00，叠加后高峰客流时段为 7 ∶ 00～8 ∶ 00。

表 3 研究年度胶济通道区段客流密度 万人公里/km

3.4旅客列车对数及开行方案建议

根据济青高铁与胶济客运专线分工原则，结合既有胶济通道旅客列车开行方案及研究年度客流OD 结果，得出研究年度济青高铁列车密度最大区段(济南—淄博段) 旅客列车分别为 79 对/d、88 对/d，济青高铁及胶济客运专线各区段旅客列车对数如表 4 所示。

根据运量预测的研究结果，对济青高铁旅客列车开行提出以下建议。

（1）高速铁路、客运专线均承担旅客运输。济青高铁主要承担衔接京沪高速铁路、石济客运专线、济郑客运专线、青荣城际铁路、青连铁路等中长途跨线高速客流，兼顾沿线高速城际客流；胶济客运专线主要承担山东半岛城镇群城际旅客交流，兼顾中长途低速动车组列车及全部的普通旅客列车。

表 4 胶济铁路通道各区段旅客列车对数 　对/d

（2）以拓展快速客运网覆盖范围、提高动车组运用效益为原则，研究年度太青客运专线沿线石家庄、德州、济南、淄博、潍坊、青岛等主要节点与衔接线路的旅客交流，适当组织开行跨线快速列车。

（3）济青高铁各主要节点间具备客流条件时，应适当开行节点间的城际旅客列车。

（4）根据不同客流成分的流量、流向，以及对应等级的旅客列车年输送能力，合理确定区段旅客列车对数，编制旅客列车开行方案。

4结束语

在济青高铁的趋势运量、转移运量和诱增运量的预测中，基于四阶段法的思想，对 Logit 模型和重力模型进行深入研究，模型中参数标定的准确程度直接影响预测结果的可信度，预测通过线性回归法和最小二乘法，利用基础数据对模型的参数进行了标定。最后利用预测模型计算济青高铁所承担的客运量及旅客列车对数，并且根据预测结果提出了列车开行方案的建议。为了确保预测数据更加精确，对于客流预测中基础数据的收集、处理与分析还需要进一步加强，对于模型中参数标定与验证方法等还有待进一步深入研究。

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责任编辑：何 莹

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

中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2014F007)