一、交通换乘分析
1.概述
城市交通枢纽是车流与人流的集散地。多种交通方式在枢纽中汇聚，人流与车流形成交通枢纽内的两大矛盾。一般，大城市交通枢纽中至少集中了地铁、公共交通、行人、自行车与社会及出租车辆等多种交通方式。因此，交通枢纽可以看成是一座大规模的交通流换乘中心，是各种交通工具间交通流量交换的主要场所，提供各交通流量间的高效、快速、安全交换。交通换乘功能是城市交通枢纽的核心功能之一。交通枢纽的交通换乘能力及相应的服务水平是评价其综合性能的重要指标。分析与预测城市交通枢纽中各种交通方式间的乘客交换量可以为确定交通枢纽建设的合理规模，各种交通工具在枢纽中的布局分布等提供依据。
2.影响换乘量的因素
交通换乘量受出行时间、费用、舒适性及安全性等多种因素的影响。根据出行目的的不同，人们会选择不同的交通工具。自行车和步行一般适宜于近距离出行，费用低但舒适性与安全性差。地铁的优势是快速准点，但其服务面积较窄，只对其沿线产生作用，而公共交通的覆盖面则较广。出行时间短且费用低的交通方式的交通需求必然较大，相应的其换乘量较大。但对换乘量起决定性作用的因素是各种交通工具服务范围内的出行需求的多少。
3.交通换乘量分析的基本思路
（1）换乘分析原理
交通枢纽中各种交通方式的出行总量可以用传统的预测手段根据现状交通、土地利用和经济情况及发展趋势分析得到，但是各交通方式之间未来的交换量的确定是十分复杂的。交通换乘量即为枢纽区域内各种交通方式之间交换的客流量，换乘结果可以用矩阵的形式表达。在四阶段法进行交通预测时，出行分布的预测就是将各交通小区产生和吸引的交通量转换成各交通小区之间的出行交换量，出行分布的结果为O-D表。从以上分析可以看出枢纽换乘量分析与出行分布预测有一定的相似之处。根据枢纽交通换乘的这一特点，本文引入交通分布分析原理与方法对换乘量进行分析与预测，将各种交通方式的换乘量组成一换乘矩阵。通过现况调查得到现状枢纽区域范围内各种交通方式的换乘矩阵，再利用出行分布的计算方法得出未来的换乘量。
（2）交通小区的确定
将每种交通方式近似看作为一个交通源，由于各种交通方式自身的特点，各交通工具有不同的服务范围，而这些范围就是交通影响区，各影响区均产生和吸引大量的交通出行。对每一交通影响区来说，出行不但量大且非常复杂：从出行目的上看，这些交通出行可能是在本交通影响区内完成的，或是进出其它交通影响区。在出行方式上，可以有步行、自行车、公交、地铁等多种方式。另外，出行选择的路径更是多种多样，部分出行会选择交通枢纽换乘，有相当数量的出行不通过枢纽就能完成。在交通枢纽的换乘分析中，将所有交通出行量都作详细考虑是不必要的，为简化起见，仅选择进出交通枢纽的出行为计算对象，以这种情况下的交通出行量作为整个交通影响区的代表值。
这时的交通影响区的产生量（Pi）、吸引量（Ai）就等于未来年进出交通枢纽的交通流量值，可以根据经济增长与交通增长的相关性或直接从规划部门的要求算得。
4.换乘分析模型
在换乘分析中采用重力模型法，两个地方之间的相互作用的交通量（Tij）与两个地方的土地使用密度大小（Loi，Ldj）的乘积成正比，与由一个地方到另一个地方受到的交通阻抗（可用一个函数f(tij)）成反比。此阻抗函数可用出行距离的长短、行程时间的长短及费用的大小或使用分布函数来表示。由于交通是土地使用的函数，所以可用交通分区的出行产生数（Pi）和出行吸引数（Ai）来反应交通分区土地使用密度的量度。其基本表达式为：Tij=K*Pi*Aj/f(tij)，其中K为单位换算常数，对此公式相关参数进行标定，就可得出各区间的出行。
5.东直门交通枢纽换乘量分析
根据上述方法与原理对北京东直门交通枢纽的换乘量进行分析。在东直门交通枢纽区域内设站的交通工具主要有环线地铁、东直门至西直门的城市轻轨铁路、市区公共交通、远郊区及长途公共交通、机场高速铁路等。此外，自行车与行人也参与交通流量的换乘。各种交通工具有其特定的服务区范围，如行人、自行车的服务区可认为在枢纽附近的一个范围，主要解决东直门周边街道及公建等的日常出行；城区公共交通主要是为其沿线市民的出行提供服务；近郊区公共交通的服务范围主要为北京市周边近郊地区，对东直门枢纽而言主要指北京的东北近郊；进出东直门的远郊公共交通主要是为顺义、怀柔、密云、平谷几个郊县进出北京市区服务，这些区域内进京的客流量必然要影响换乘量；地铁的服务范围主要是二环路沿线以及一线地铁经过的附近区域，这些区域内所产生的交通流量都有可能在东直门交通枢纽换乘；城铁主要解决了北部市区及近郊进出市中心区方向的交通，其中进出东直门的交通量主要为东北部市区及近郊。
上述各交通工具服务区域的交通需求是影响东直门交通枢纽换乘量的决定性因素，某一区域内交通需求的增长必然会导致换乘量的增大，反之亦然。
根据预测，未来年各种交通工具进出东直门交通枢纽的客流总量，即Pi、Ai值如下表：
2012年东直门枢纽区各种交通方式登降总量（单位：万人次）
重力模型计算中采用美国的交通规划专用软件TRANSCAD，输入各交通方式，也即交通区的产生吸引量值以及相关的一些控制参数，可得换乘矩阵及各种交通方式的交通换乘量，见图表。根据模型计算得出的换乘矩阵可以用于进行各种交通工具换乘关系研究。
由计算结果可知，地铁与城铁间的换乘量最大，达到10万人/日。这是因为在北京市区中轴线以东，地铁与城铁连线贯穿了整个市区，是南北向快速交通的大通道，市区南北方向的交通流量将有相当部分使用地铁和城铁这两种交通工具，而中南部市区到北部市区的交通必然要在东直门地区换乘，这是换乘量大的主要原因。此外，由于轨道交通的高效性，对交通有一定的吸