基于客票數據的鄭西高鐵客流特征分析*

郝麗娜

(煙臺職業學院,山東 煙臺 264670)

0 引言

從20世紀80年代至今,對于發展高速鐵路的可行性和必要性,我國社會各界的專家對此做了大量而有力的分析和論證,認為大力發展高速鐵路事業是我國社會發展的需要,高速鐵路的發展能夠促進我國工業的發展,提高我國的科技發展水平,同時能夠提高我國鐵路的運輸能力,解決我國鐵路運能不足的問題以及改善旅客的服務質量水平[1]。

隨著我國高速鐵路線路網的逐漸形成,高鐵的運營管理逐步邁入了信息網絡化時代,這使得高速鐵路的服務水平更上一層樓,運營效率大幅提升。高速鐵路提升了對旅客的服務質量,進一步滿足了國民對于出行的舒適性和便捷性的要求,同時也縮短了城市間的距離。

鄭西高鐵又稱鄭西客運專線，起于鄭州東站、止于西安北站，于2010年2月6日開通運營，是我國中西部地區投入運營的第一條高速鐵路，全長505 km,設計速度達到了350 km/h.全線設有11個車站,沿線城市的旅游業十分發達,經過很多旅游勝地,如少林寺、龍門石窟、華山以及秦俑博物館等。鄭西高速鐵路的投入運營能夠促進了我國中原和關中地區的經濟文化交流,研究鄭西高鐵線路的旅客運輸特性是很有必要的。而在高速鐵路的旅客運輸中,客流是基礎,有了客流需求才有運輸,所有的客運營銷策略與政策都是圍繞著客流開展的,因此對鄭西高鐵客流特征進行一定的分析有助于客運營銷工作的開展。

1 客票數據概況

在信息化高度發展的今天,旅客在購票的同時,客票預訂發售系統會記錄下大量的歷史客票數據,這為準確、合理的分析高鐵客流特征提供了數據基礎?？推睌祿盗魁嫶?平均每日達到幾百萬的數據,提取、處理、分析、搜索和共享工作較為復雜繁瑣,應用數據分析技術來分析鐵路客票信息,不僅能夠找出客票所包含的各個屬性之間的聯系,還能夠更深層次的去探索和挖掘客流特征的內在規律,從而提高高速鐵路在我國交通運輸領域內的競爭力,實現我國高速鐵路的現代化建設,提高可持續發展以及盈利能力。

本文已有的數據是上海鐵路局集團有限公司2016年8月1日至2017年7月31日期間全網的客票數據,總計達108 000 000條,每條數據都包含詳細的旅客乘車信息,包含14個字段,如表1所示。

表1 客票系統數據表

為了分析鄭西高鐵的客流特征,需要充分地了解高鐵客票系統數據信息,從已有數據中提取出鄭西高鐵的客票數據,進行數據清理,做好數據準備工作。根據客票數據字段多以及數量龐大的特點,本文在眾多的數據分析工具中,選取了Microsoft SQL Sever 2008作為高鐵客票信息提取的支撐平臺,鑒于R語言優秀的數據分析和繪圖功能,選用了R語言進行客票信息的分析以及圖形的繪制。

2 鄭西高鐵客流特征分析

為了研究鄭西高鐵線路上客流的時空分布以及旅客的出行行為特征[2],并且分析不同節假日客流特征的異同,本文提取了鄭西高鐵日常、“三天”小長假(以清明節為例)、國慶假期以及春節期間的客票數據進行客流特征的分析。

2.1 客流時空分布特征分析

2.1.1 日均小時客流量

日均小時客流量即1天中客流量在不同的時段內的分布情況,以小時為單位。根據旅客的乘車時間即列車的發點,區分平日和節假日統計6-24時之間不同時間段的上下車人數,以1天內的不同時間段為橫坐標,客流量為縱坐標,繪制日均小時客流量變化趨勢圖,如圖1所示。

(1)每天12時之前以及17時之后,平日與節假日的客流量走向趨勢基本一致,12時之前呈“雙峰型”,客流量高峰期分別在10-11時和8-9時,17時之后客流主要集中在18-19時之間。

(2)在12時到17時之間,國慶假期和清明假期的時段客流走向基本一致,客流雙峰期為12-13時和14-15時,日常和春節的客流量走向趨勢在12-17時之間相差不大,且客流隨時間呈上升趨勢,分布較為均勻。

2.1.2 上下行客流

統計鄭西高鐵2016年8月1日至2017年7月31日的客票數據上下行客流量可知，上行累計發送人數1 933 489次，下行發送人數1 953 010次，下行客流量略高于上行，但從總體來看，鄭西高鐵上下行客流量基本持平。以2017年4月1日至4月10日為例，繪制上下行客流量差值圖，如圖2所示。

圖2 上下行客流量差值(下行-上行)

鄭西高鐵節假日的上下行客流差值較大,2017年4月2日至5日為清明假期,西安作為旅游景區,吸引了大量旅客前往,故4月1日和2日的下行(去往西安方向)客流量明顯多于上行；4月3日至5日則為旅客們的“返程高峰期”，上行客流量比下行多?？傮w來看，上行比下行僅多10人次，故雖然受節假日的影響，鄭西高鐵的上下行客流量在整體上仍保持均衡。

2.1.3 節點客流

在高速鐵路中,節點是指辦理客運業務的車站,分析節點客流有助于整個交通網絡的協調[2]。提取鄭西高鐵9個節點的發送量、到達量和通過客流量,繪制節點客流量圖,如圖3所示。

圖3 鄭西高鐵節點客流量

(1)不同節假日各個節點的客流變化趨勢基本一致,從鄭州到西安節點客流依次呈下降趨勢,故去往西安方向的旅客多為中短途旅客,去往鄭州方向的旅客多為中長途旅客。

(2)平日和節假日期間各個節點的出發量與到達量基本持平,且到達發送量基中在線路兩端即鄭州和西安北以及中間的幾個旅游城市站點。由于鄭西高鐵位于西部地區,經濟發展水平有限,沿線工作的外地旅客較少,返鄉客流量較小,故春節期間的到達量比發送量大。

(3)通過客流量主要集中在線路的中間站點,但由于鄭州節點屬于我國高鐵路網中部重要交通樞紐,因此鄭州節點的通過客流量也較多。而西安的西面線路較少,且人口流動較小,故西安北的通過客流量很少。

2.1.4 客流OD

OD客流是指兩個站點之間的客流量，能夠反映出線路上各個車站的客流流向及車站所在城市之間的聯系密切度[3]。提取鄭西高鐵各個節點之間的OD客流量，繪制OD客流三維分布圖，如圖4所示。

圖4 OD客流三維分布圖

定義城市i與城市j間的聯系密切度指數γ,

式中,φi-j--城市i去往城市j的客流量占城市i發送量百分比;

φj-i--城市j去往城市i的客流量占城市j發送量百分比。

式中,γi-n--城市i與城市n的聯系密切度指數。

計算出鄭西高鐵線路上各個車站所在城市之間的聯系密切度指數,如表2所示。

表2 各個車站所在城市之間的聯系密切度指數表

分析表2可知,鄭西線沿線車站間的聯系密切度位居前三的分別是:鄭州與洛陽、華陰與西安、渭南與西安。故鄭州市與洛陽市,西安市與華陰市及渭南市之間的旅客聯系較為緊密。

表3 各個車站所在城市的聯系強度指數表

圖5 鄭西高鐵沿線城市的聯系強度指數與GDP線性擬合圖

分析鄭西高鐵沿線城市2017年的生產總值(GDP)與城市聯系強度指數得:鄭州和西安的聯系強度指數明顯高于其他沿線城市,即城市聯系強度指數與城市的經濟發展水平成正相關。但也不排除個別的例外:位于華陰市的華山景區屬于國家5A風景名勝區,吸引了大量的旅客,故雖然華陰市僅為渭南市的一個縣級市,但華陰市的聯系強度指數高于渭南市。

2.1.5 區間斷面客流量

區間斷面客流量反映了在一定的時間內,所有站間的客流量在線路各車站之間的疊加情況,是鋪畫列車運行圖的重要參考?，F以鄭西高鐵8個線路區間為橫軸,客流量為縱軸,繪制區間斷面客流量趨勢走向圖,如圖6所示。

圖6 區間斷面客流量趨勢走向圖

由圖可知,鄭西高鐵不同時期的區間斷面客流量走勢大致相同,客流量隨區間變化不大,基本呈“均衡型”趨勢,且越接近西安北,區間斷面客流量有所減少。其中,春節期間多為外地工作返鄉客流,旅客的旅行距離長,因此區間斷面客流量最大;國慶假期的區間斷面客流量次之,而清明假期和平日的區間斷面客流量較小,故旅客在國慶黃金周的旅行距離較清明假期和平日長。

2.1.6 客流運距

客流運距反映了在不同運行里程上的客流量分布情況[4]。分析線路上不同時期客流的平均運距,有助于對旅客出行距離規律的研究。

(1)運距分析

以運距為橫坐標,客流量占比為縱坐標,繪制運距分布走勢圖,如圖7所示。

分析可得:平日和清明假期的運距分布走勢基本一致,隨著運距增長,客流量呈下降趨勢,大多數客流的運距在0～600 km之間;國慶假期和春節期間的運距分布走勢相似,在運距區間1 400～1 600 km處客流量驟增,達到一個“高峰”,故國慶假期和春節期間旅客的出行里程比平日和清明假期長。

(2)平均運距的計算

將不同運行里程上的客流量分成n個節點,根據平均運距公式:

式中,Li--節點i的運行里程,i=1,2,3…n;

Ni--節點i的客流量,i=1,2,3…n。

計算鄭西高鐵不同時期的平均運距,繪制不同時期的平均運距圖,如圖8所示。

圖8 不同時期的平均運距

清明假期的運距最小,僅為448 km,故清明“三天”假期期間,短途旅行旅客占多數;國慶假期的平均運距較大,為711 km,故國慶小長假的長途旅行旅客較多;春節期間多為外地工作返鄉客流,旅客返鄉的旅行距離較長,故春節期間的平均運距最大,為844 km。

2.2 旅客出行行為特征分析

2.2.1 提前購票時間

計算鄭西高鐵不同時期的旅客提前購票天數[5],繪制旅客提前購票時間散點圖,如圖9所示。

圖9 旅客提前購票時間散點圖

由圖可以看出,不同時期的旅客提前購票天數差異性較大,為了更好地研究旅客的提前購票行為,以提前購票天數為橫坐標,不同日期的購票人數占比為縱坐標,繪制旅客提前購票時間曲線,如圖10所示。

圖10 旅客提前購票時間曲線

總體來看,雖然鐵路客票的預售期為60天,但絕大多數人都選擇在出發日期前30天內購票,出發前1天之內購票的旅客占據一半,甚至有近30%的旅客選擇在出行當天購買車票。比較可得,選擇當天購票或者提前1天購票的旅客中,平日整體比節假日高,這表明節假日出行的旅客制訂出行計劃要早于平日;國慶假期和春節假期的旅客提前購票時間總體比清明假期長,故國慶黃金周旅游以及春節期間返鄉的旅客制訂出行計劃要早于“三天”小長假出行的旅客。

2.2.2 席別選擇與乘車區間規律

我國高鐵席別分為商務座、一等座以及二等座,其中,一等座票價是二等座的1.5倍左右,商務座票價是二等座的3倍左右。旅客在購票時,不僅要考慮乘車時刻和旅行時間等因素,還要權衡票價和自身的經濟收入水平。

本文通過比較不同乘車區間的旅客購票席別選擇情況,分析不同價格區間的旅客的席別選擇行為的差異,選取了鄭西線上以鄭州東站為起點的8個乘車區間來代表不同的價格區間,統計8個乘車區間旅客的席別選擇情況,繪制不同乘車區間高等級客運產品(商務座和一等座)購票數量占總數的比例與乘車區間的線性擬合圖,如圖11所示。

圖11 不同乘車區間高等級客運產品購票數量比例與乘車區間線性擬合圖

由圖可知,隨著乘車區間距離的增大,購買一等座和商務座的旅客數量總體呈下降趨勢。即隨著票價的升高,不同席別的車票價格相差增大,旅客更傾向于購買低等級車票(二等座).但由于鄭州與西安是我國經濟發展水平較高的城市,城市間旅客的商務交流較多,故鄭州東與西安北區間的商務流較多,因此選擇高等級席別(一等座、商務座)的旅客較多。

3 基于客流特征分析的運營建議

我國高速鐵路在注重先進化建設的同時,還應根據每條線路的客流特征,對客運營銷和運輸組織等高鐵的運營策略進行優化,更好地從旅客出發,提高旅客的出行質量[6]。

3.1 加強客運營銷

加強客運營銷,首先要建立鄭西高鐵的客運品牌,提高鄭西高鐵品牌認知度。高速鐵路運輸品牌有別于其他品牌,通過對鄭西高鐵客流特征的分析可知,鄭西高鐵雖然位于我國經濟發展較為落后的中西部地區,但沿線城市多為旅游城市,沿線經過少林寺、龍門石窟、華山以及秦俑博物館等旅游勝地,因此鄭西高鐵可以通過旅游景點進行客運品牌的宣傳。

其次,要培養旅客的忠誠度,保持固定旅客源的可持續性。在鐵路實行實名制購票后,旅客的個人信息越來越公開化,鐵路部門可以通過關系營銷對旅客信息進行搜集,與旅客建立長期合作關系,為其提供個性化優惠活動,以培養旅客的忠誠度。

此外,加強鐵路的內部營銷是優化鐵路客運營銷的關鍵。堅持以人為本的理念,穩定職工隊伍,關懷、激勵鐵路職工的工作及生活,提高職工的滿意度,可以提高運輸服務的質量。

3.2 優化運輸組織

優化列車開行方案是優化運輸組織的關鍵,能使行車組織達到更加經濟化的效果。針對鄭西高鐵客流的特征,應根據變化規律及時的調整列車運行圖,具體建議如下:

(1)力保按照規定的開行密度開行列車,以確保較高的客運服務水平。

(2)鄭西高鐵的客流變化具有周期性,周一到周四客流變化較為平穩,周五到周日的客流量顯著增加。故對周一到周四和周五到周日應實行不同的開行方案。

(3)不同時期的客流量分布不均衡,在客流較低,與預期上座率差距較大時,應有針對性地采取營銷策略來提升上座率,同時應考慮停運部分列車或調整列車開行間隔。

(4)由于西安及華山等著名旅游景區吸引了大量的游客,鄭西高鐵節假日的下行客流量多于上行客流量,故應在節假日多開行下行列車。

(5)去往西安方向的旅客多為中短途旅客,去往鄭州方向的旅客多為中長途旅客,因此鄭西高鐵上行應多開行長交路列車,下行多開行短交路列車。且國慶和春節期間旅客的出行距離最大,故鄭西高鐵應在國慶假期和春節期間多開行長交路列車,在“三天”小長假和平日多開行短交路列車。

(6)由于各個城市間客流量的不均衡性,應多設置列車在鄭州與洛陽龍門、華山北與西安北以及渭南北與西安北之間的停站。

(7)隨著乘車區間距離的增大、票價的升高,對二等座的席別預定限制可以適當減少,增加二等座的可預定席別數量。

(8)在國家法定節假日來臨之前,做好客流的分析及預測,并且留有一定可機動的空間。

(9)當列車由于特殊情況晚點時,應采取壓縮列車整備時間、加快旅客的乘降速度等措施,盡可能快地恢復列車的正點運行。

3.3 完善換乘組織

為提高車站的集疏散能力,鄭西高鐵應加強樞紐與城市軌道交通、自駕車、大巴車、出租車、公交車等系統的銜接,完善換乘服務系統。并根據鄭西高鐵各個車站的特性重點發展不同的換乘系統,如華山北站去往華山景區的旅客較多,故應多設置旅游性直達大巴車;西安北及鄭州東站旅游流和商務流較多,故應多開行通往市區的城軌或大巴。