网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法探讨论文_钱蕾,李艳,张天玲

网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法探讨论文_钱蕾,李艳,张天玲

成都地铁运营有限公司 四川成都 610051

摘要:近年来,我国城市交通压力日益增长。基于此,本文主要针对城市轨道交通网络化运用模式的特征进行分析,并分别从清分依据方面、有效路径搜索方面、路径选择方面以及清分模型构建方面,细化阐述网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法,为交通客流的分配管理提供可靠的参照依据,进而促进我国交通事业的持续性发展。

关键词:网络化运营模式;城市轨道交通;客流清分方法;有效路径

前言:随着城市交通体系的不断发展,交通压力有所缓解。但从城市轨道交通客流分布来看,开展客流清分仍然是当前交通规划管理亟待解决的问题之一。良好的轨道交通客流清分不仅可为城市交通规划管理提供参照,同时也有助于促进网络化运营模式的发展。因此,分析网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法具有一定的现实意义。

一、城市轨道交通网络化运营模式的特征

城市轨道交通网络化运营模式的特征主要包含以下几种:第一,交叉性特征。城市轨道交通运营网络是由多类系统设备制式、运营组织形式构成的。由于构成要素众多,其相互之间必然存在着一定的交叉部分。这一特征为城市交通线路管理带来了一定的困难,同时也对网络化运营模式的发展产生了一定的阻碍作用。第二,动态变化性特征。城市的发展使得轨道交通规模不断扩大,同时,日均客流量也会随之增加,因此,网络化运营模式也处于不断变化状态。第三,关联性特征。网络化运营模式下,其基本构成要素,如线路、车站等之间存在着密切的关联。由于受到这种特征的影响,当其中一种或多种要素、单元产生突发事件或意外变化时,与其存在关联的相关要素或单元也会受到一定的影响,甚至可能威胁城市轨道交通网络的运营安全性水平。

二、网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法

这里主要从以下几方面入手,对网络化运营模式下城市轨道交通客流清分方法进行分析和研究:

(一)清分依据方面

不同的城市轨道交通客流清分依据所对应的清分方法各不相同。如将旅客出行路径作为清分依据,则其对应的清分方法为:以旅客出行的OD点为参照,确定旅客可能选择的出行路径,结合各路径拥挤程度、里程参数及途中换乘次数等因素,分别计算旅客选择任意一条路径的概率参数,最后参照各有效路径中运营商的里程占比参数完成运费清分比例参数的计算。

相比之下,如将城市路网规模作为清分依据,则其对应的清分方法应为:根据轨道交通网络中各运营商的站点、里程、建设成本等与运营线路规模比例有关的信息,开展路网的收益清分。与前一种方法相比,这种方法的优势在于:整个清分计算过程简单便捷,而不涉及旅客的换乘次数及路径选择等问题。但除了上述优势外,这种方法也存在一定的弊端:其忽视了运营商的服务质量水平,无法体现各运营商的贡献,最终所得清分计算结果准确性欠佳。

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(二)有效路径搜索方面

网络化运营模式下,旅客出行的路径选择变得越来越丰富,但与此同时,这一变化也为城市轨道交通客流的清分带来了一定的困难。在开展清分分析的过程中,其主要关键在于:如何快速搜索有效路径,为后续清分计算工作提供支持。

根据城市轨道交通网络中有效路径的特征:站点、线路不重复、换乘次数及出行费用约束等,可选用基于限制条件的图的遍历搜索方法确立轨道交通网络中的有效路径。在计算过程中,将终点、起点及换乘节点作为有效路径的关键点,借助当前层及当前节点遍历下一层关键节点集合间的关系,以Dijkatra算法精确计算各站点的最短路径参数。自本层取任意节点沿所有衔接方向进行搜索,直至所有层次全部搜索完成为止。

(三)路径选择方面

当旅客产生明确的出行目标,即OD线路确定时,其可选择出行路径可包含多种。此时,旅客的选择决策主要会受到各路径服务质量、换乘次数、换乘便捷性、总历程及出行时间等因素的干扰。为了获得准确的城市轨道交通网络清分结果,可将上述因素及其他相关随机变化因素统一纳入综合广义费用这一范畴中。引入这一参数后,旅客的选择倾向主要受综合广义费用的影响。综合广义费用参数与旅客的路径选择概率呈负相关关系,即随着交通路径综合广义费用的不断增加,旅客选择通过该路径出行的概率将随之降低。根据综合广义费用的本质属性及旅客的路径选择偏好,可判定该参数属于一种随机变量。

对于OD间任意一条有效路径而言,其综合广义费用估计值参数的计算方法为:随机误差项与OD间该有效路径的广义时间费用之和。

目前网络化运营模式城市轨道交通清分多采用Logit模型判定综合广义时间费用估计值的随机误差项。如不同随机误差项处于独立状态,且均服从同一Gumbel分布,可结合 (与随机误差项有关的参数,表示旅客对路径行程时间的理解偏差)等确立城市轨道交通网络的Logit模型。

(四)构建清分模型方面

网络化运营模式的形成使得城市轨道交通网络变得越来越复杂。这一变化对城市轨道交通客流清分工作的开展带来了一定的困难,其原因在于:网络化运营模式下,城市轨道交通由多个运营商及多种路径构成,上述构成要素间的关联使得有效路径的客流分配概率计算工作难度显著升高。

根据网络化运营模式下城市轨道交通客流清分要求,可选用最短路径清分法、k(≤3)段路径清分法,获取最终清分结果。其中,前者的清分模型建立方法为:依据OD间最小综合广义费用参数,确定最短路径,并假定旅客均遵循最短路径原则选择路径。这种清分方法的优势在于:模型易于操作及实现,且与城市轨道交通客流的真实状况较为接近。但根据实际的城市轨道交通状况来看,上述清分方法也存在一定的弊端,即:旅客在实际选择有效路径的过程中,可能受到相关因素的干扰,选择最短路径以外的其他路径出行。

而后者则在最短路径清分模型的基础上,依据:旅客优先选择最短路径,其次选择次短路径的原则,设计清分方法。在清分计算中,将k(≤3)作为旅客选择路径的权值上限,最终获得较为精确的清分结果。

结论:综上所述,城市轨道交通网络规模的扩大为客流清分带来了一定的困难。为了确保网络化运营模式的发展,提高城市交通规划管理质量,应运用适宜的清分方法,开展清分计算分析。此外,随着网络化运营模式的不断发展,城市交通规划管理面临的要求也越来越高,因此,应动态结合城市轨道交通客流清分结果,调整规划管理工作,确保城市交通的良性发展。

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论文作者:钱蕾,李艳,张天玲

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期

论文发表时间:2018/12/17

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