城市轨道交通列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法
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第
３
８
卷
，
第
３
期
中 国 铁 道 科 学
Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．３
２
０
１
７
年
５
月
ＣＨＩＮＡ
ＲＡＩＬＷＡＹ
ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｍａ
ｙ
，
２０１７
文章编号
：
１００１
－
４６３２
（
２０１７
）
０３
－
０１３７
－
０８
城市轨道交通列车运行图能力与
客流需求匹配度的评价方法
李思杰
１
，
２
，
徐瑞华
１
，
２
，
江志彬
１
，
２
（
１．
同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室
，
上海
２０１８０４
；
２．
同济大学 交通运输工程学院
，
上海
２０１８０４
）
摘
要
：
为了衡量城市轨道交通列车运行图对于动态多维度客流的适应性
，
提出一种基于实际客流数据的
列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法
。
在微观层面
，
考虑列车能力约束
，
构建客流与列车交互模型
，
得到载客量
、
满载率
、
留乘人数
、
平均候车时间等微观指标
，
设计色阶列车运行图从时空维度可视化展示客流
与列车的作用结果
。
在宏观层面
，
提出能力匹配度的概念
，
并在采用梯形分布函数量化乘车舒适度
、
候车满意
度和企业满意度的基础上
，
通过乘法合成模型计算得到能力匹配度
。
以上海轨道交通
９
号线为例的验证结果表
明
：
由交互模型所得的微观指标与实际运营规律一致
；
能力匹配度是对乘客利益与企业利益的综合评价
，
晚高
峰时段的能力匹配度最高
，
早高峰和平峰时段的次之
；
随着高峰时段发车频率的增加和平峰时段发车频率的减
少
，
能力匹配度呈先增后减的趋势
。
该方法可为定量优化列车运行图质量提供理论支撑
。
关键词
：
列车运行图能力
；
能力匹配度
；
动态客流需求
；
交互模型
；
城市轨道交通
中图分类号
：
Ｕ２３９．５
；
Ｕ２９２．４１
文献标识码
：
Ａ
ｄｏｉ
：
１０．３９６９
／
ｊ
．ｉｓｓｎ．１００１
－
４６３２．２０１７．０３．２０
收稿日期
：
２０１６
－
０８
－
２０
；
修订日期
：
２０１７
－
０２
－
２４
基金项目
：
国家自然科学基金资助项目
（
６１４７３２１０
）
第一作者
：
李思杰
（
１９９１
—），
女
，
四川绵阳人
，
博士研究生
。
Ｅ
－
ｍａｉｌ
：
０９２３
＿
ｓ
ｊ
ｌｉ
＠
ｔｏｎ
ｇｊ
ｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者
：
徐瑞华
（
１９６３
—），
男
，
江苏苏州人
，
教授
，
博士研究生导师
。
Ｅ
－
ｍａｉｌ
：
ｒｈｘｕ
＠
ｔｏｎ
ｇｊ
ｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
列车运行图是城市轨道交通运输工作的生产计
划
，
其编制质量的高低直接影响运输组织的效率和
服务水平
。
网络化运营条件下
，
客流需求分布呈现
时空维度的 差异 性
，
如何权衡运营成本与服务质
量
，
编制以需求为导向的列车运行图
，
是运营管理
部门亟须解决的问题之一
。
要实现上述目标
，
首先
需要判断客流需求与运行图能力的匹配程度
，
仅仅
靠宏观总量比较需求程度与运能供给量匹配的方法
难以得到理想的评价结果
。
因此
，
有必要考虑客流
需求的时空分布特征
，
提出运行图能力匹配性的定
量评价方法
，
用以衡量运行图能力配置的合理程
度
，
为有效改善运行图编制质量提供决策依据
。
目前
，
对列车运行图性能的评估有不同的标
准
。
对于运行图的生产效益
，
运营企业常用列车开
行对数
、
车底运用总数
、
列车旅行速度
、
能量消耗
总量等成本类的指标
［
１
－
２
］
进行衡量
；
对于运行图的
服务质量
，
大多数学者针对运行图受到随机因素扰
动的情况下
，
利用列车正点率
、
平均晚点时间
、
总
延误时间
、
晚点恢复率等与延误相关的指标对运行
图的稳定性
［
３
－
５
］
、
鲁棒 性
［
６
－
７
］
、
可靠 性
［
８
－
９
］
等进 行评
价
，
这些研究成果都重点关注列车的运行过程
。
而
作为公共交通的重要组成部分
，
城市轨道交通应该
提供以用户为中心的交通服务
，
满足客流需求应该
是衡量运行图性能的另一重要标准
，
但这方面的研
究成果较少
。
Ｋｕｎｉｍａｔｓｕ
［
１０
］
等考虑候车时间
、
换乘
次数和列车拥挤度计算乘客负效用
，
从乘客的角度
评价列车运行图
；
Ｊｉａｎ
ｇ
［
１１
］
基于微观仿真得到列车
满载率
、
留乘人数
、
乘客额外等待时间等指标分析
运行图的能力利用情况
，
但没有给出总体的评价结
果
。
综上所述
，
以往的评价指标主要针对列车运行
图单方面的性能
，
很少同时考虑不均衡客流的分布
特征和列车能力限制
，
结合乘客利益与企业利益对
运行图能力配置的合理程度进行综合评价
。
本文基于实际客流数据
，
从微观到宏观定量评
价客流需求与城市轨道交通列车运行图能力的匹配
度
。
在微观上
，
构建客流与列车的交互模型
，
得到
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