陸文學(xué)劉 巖張 寧

（1.蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司，215006，蘇州；2.東南大學(xué)ITS研究中心，210018，南京∥第一作者，高級(jí)工程師）

城市軌道交通運(yùn)營階段劃分指標(biāo)體系研究*

陸文學(xué)1劉 巖2張 寧2

（1.蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司，215006，蘇州；2.東南大學(xué)ITS研究中心，210018，南京∥第一作者，高級(jí)工程師）

為了提高城市軌道交通的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，需要根據(jù)城市軌道交通運(yùn)營階段的特點(diǎn)，制定科學(xué)合理的發(fā)展策略和靈活的票務(wù)政策，因此，城市軌道交通各運(yùn)營階段的劃分顯得尤為重要?；谖覈鞘熊壍澜煌ǜ鬟\(yùn)營階段的特征分析，從線網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模、運(yùn)營特征和服務(wù)特性等三個(gè)方面，選取了九項(xiàng)指標(biāo)建立指標(biāo)體系，作為運(yùn)營階段劃分的主要依據(jù)，并采用模糊綜合評(píng)判方法進(jìn)行實(shí)例分析。結(jié)果表明，所建立的指標(biāo)體系能對(duì)城市軌道交通所處運(yùn)營階段做出準(zhǔn)確劃分。

城市軌道交通；運(yùn)營階段劃分；指標(biāo)體系

First-author's addressSuzhou Rail Transit Company Ltd.，215006，Suzhou，China

城市軌道交通（以下簡為“城軌”）因其大運(yùn)量、快捷、舒適等突出特點(diǎn)，已成為國內(nèi)各大城市緩解交通擁堵的有效手段。但從經(jīng)濟(jì)角度看城軌昂貴的運(yùn)營成本是運(yùn)營企業(yè)難以長期背負(fù)的一項(xiàng)沉重負(fù)擔(dān)，因此，各運(yùn)營單位在考慮提升社會(huì)效益的同時(shí)還需要兼顧經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)城軌所處運(yùn)營階段制定合理的發(fā)展策略和靈活的票務(wù)政策，是實(shí)現(xiàn)城軌社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一、服務(wù)質(zhì)量與效率相協(xié)調(diào)的重要手段之一。文獻(xiàn)［1］探討了城軌不同運(yùn)營階段的收費(fèi)原則；文獻(xiàn)［2］研究了城軌不同運(yùn)營階段票制的選擇及不同階段票制對(duì)投資成本的影響；文獻(xiàn)［3］研究了城軌不同運(yùn)營階段的定價(jià)模型。此外，還有關(guān)于運(yùn)營初期票價(jià)的制定［4-6］、不同運(yùn)營階段客流吸引對(duì)策［7］，以及在不同運(yùn)營階段與道路公交之間的關(guān)系［8］等內(nèi)容的研究?？梢钥闯觯@些研究都是基于對(duì)城軌運(yùn)營階段的準(zhǔn)確劃分開展的。然而，目前國內(nèi)有關(guān)運(yùn)營階段劃分的研究尚不多見，也沒有一個(gè)行之有效的方法或標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的階段劃分是基于人們的感性認(rèn)識(shí)或人為規(guī)定，以運(yùn)營的時(shí)間長短作為劃分運(yùn)營階段的標(biāo)準(zhǔn)。這種劃分方式概念上過于模糊，界定標(biāo)準(zhǔn)不清晰，當(dāng)然也做不到因時(shí)、因地制宜，因此無法為運(yùn)營單位制定相關(guān)策略提供依據(jù)。本文基于我國城市軌道交通各運(yùn)營階段的特征分析，選取三類共九項(xiàng)指標(biāo)建立指標(biāo)體系，作為運(yùn)營階段劃分的主要依據(jù)，并對(duì)其適用性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，所建立的指標(biāo)體系能夠?qū)Τ鞘熊壍澜煌ㄋ庍\(yùn)營階段做出準(zhǔn)確劃分。

1 運(yùn)營階段特征分析

隨著城軌運(yùn)營線路和運(yùn)營里程的不斷增加、換乘樞紐的逐步形成，以及客流量的增加，可將城軌發(fā)展階段劃分為運(yùn)營初始期、發(fā)展期和成熟期三個(gè)階段，在不同的發(fā)展階段，城軌的建設(shè)進(jìn)度、運(yùn)營企業(yè)效益、客流量、線網(wǎng)可達(dá)性、線網(wǎng)的負(fù)荷強(qiáng)度、平均乘距和平均運(yùn)行速度等因素各不相同［1］。

運(yùn)營初始期，城軌一般是一條線或者其中一段，又或者是為數(shù)不多的幾條線先開通運(yùn)營，尚不能形成網(wǎng)絡(luò)；其常規(guī)客流往往限于住所和工作單位剛好位于開通線路沿線的出行者，以及對(duì)城軌出行方式具有獵奇心理的出行者，客流量很少；城軌僅在其客運(yùn)走廊上分擔(dān)了一部分公共交通客流，企業(yè)的運(yùn)營收入不會(huì)太高，往往需要政府財(cái)政補(bǔ)貼才能維持正常的運(yùn)營。

在運(yùn)營發(fā)展期，城軌系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的正式運(yùn)營，出行者已逐步了解和熟悉了城軌出行方式，并且隨著建設(shè)的深入，線路數(shù)量、運(yùn)營里程、線網(wǎng)覆蓋面逐步增加，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)初步形成，可達(dá)性大大提升，其經(jīng)濟(jì)、快捷、舒適的優(yōu)勢(shì)開始展現(xiàn)，大量的客流開始向城軌轉(zhuǎn)移，城軌在城市公共客運(yùn)市場(chǎng)中的占有率不斷上升，運(yùn)營企業(yè)的收入也開始逐步增加。

運(yùn)營成熟期指城軌已形成完善的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，或者前期規(guī)劃線路全部建設(shè)完成并投入運(yùn)營的時(shí)期。此時(shí)，城軌處于體系化發(fā)展階段，規(guī)模效應(yīng)開始體現(xiàn)，并逐步占據(jù)城市公共交通市場(chǎng)主導(dǎo)地位，客流量達(dá)到或者超過系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，在城市客運(yùn)系統(tǒng)中占有半數(shù)以上的份額［9］。

2 運(yùn)營階段劃分指標(biāo)的選取原則

城軌是一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合系統(tǒng)，對(duì)于其運(yùn)營階段的劃分不可能用單一指標(biāo)來描述，因此需要建立一個(gè)指標(biāo)體系來描述其發(fā)展?fàn)顩r。指標(biāo)的選取遵循以下原則：

（1）指標(biāo)要能充分反映各階段的特性。指標(biāo)的選擇覆蓋面要廣，能全面反映運(yùn)營各階段的主要特征和狀況，既要包括城軌自身發(fā)展特性、運(yùn)輸客流量的大小，又要包含服務(wù)特性等。

（2）選擇的指標(biāo)要有代表性。能夠反映城軌運(yùn)營各階段特性的指標(biāo)多種多樣，為避免重復(fù)和不相關(guān)指標(biāo)的干擾，應(yīng)在允許范圍內(nèi)盡量以具有代表性的指標(biāo)作為階段劃分的依據(jù)。

（3）選擇的指標(biāo)要有可操作性。一方面，所選指標(biāo)應(yīng)具有適用性和可行性；對(duì)于一些理論上有意義，但卻缺乏現(xiàn)實(shí)可操作性、不能確切加以描述、無法發(fā)揮其評(píng)價(jià)作用的指標(biāo)，應(yīng)該舍棄。另一方面，還要考慮指標(biāo)值是否可得到或可測(cè)；沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)階段劃分也沒有意義。

3 運(yùn)營階段劃分指標(biāo)體系的建立

基于對(duì)城軌各階段運(yùn)營特性的分析以及指標(biāo)的選取原則，對(duì)城軌運(yùn)營階段劃分的內(nèi)涵、要求、主要問題進(jìn)行分析，從三個(gè)方面確定了9個(gè)具體指標(biāo)，如圖1所示。

圖1 城軌運(yùn)營階段劃分指標(biāo)

3.1 線網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模指標(biāo)

城軌運(yùn)營線路從初期的一條或幾條到發(fā)展期形成骨干，再到成熟期形成網(wǎng)絡(luò)，線網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模能很好地反映各階段運(yùn)營的發(fā)展?fàn)顩r。反映線網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模的主要指標(biāo)有日客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度、線網(wǎng)密度和站點(diǎn)密度等。

（1）日客運(yùn)周轉(zhuǎn)量P：是評(píng)估城軌系統(tǒng)運(yùn)輸工作量的指標(biāo)。

式中：

pi——第i條城軌線路的日客運(yùn)量，人次/d；

lpi——城軌線網(wǎng)第i條線路的平均乘距，km；

n——線路條數(shù)。

（2）線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度T：指城軌線網(wǎng)單位長度內(nèi)的日客運(yùn)量。

式中：

li——城軌線網(wǎng)第i條線路的長度，km。

（3）線網(wǎng)密度σ：指單位面積上分布的線路長度。線網(wǎng)密度的大小反映居民出行接近線路的程度，是城軌服務(wù)水平和線網(wǎng)規(guī)模評(píng)定的重要指標(biāo)。

式中：

L——城軌線網(wǎng)長度，km；

S——城軌線網(wǎng)規(guī)劃區(qū)面積，km2。

（4）站點(diǎn)密度：為城軌車站數(shù)與服務(wù)區(qū)域總面積的比值。

3.2 線網(wǎng)運(yùn)營特性指標(biāo)

隨著城軌的發(fā)展壯大，運(yùn)營逐步完善，城軌在整個(gè)城市客運(yùn)市場(chǎng)中的地位也會(huì)不斷上升，可以用線網(wǎng)客運(yùn)強(qiáng)度、分擔(dān)率和線網(wǎng)客流斷面不均衡系數(shù)來反映各階段的運(yùn)營特性。

（1）線網(wǎng)客運(yùn)強(qiáng)度V：為城軌日客運(yùn)周轉(zhuǎn)量與線網(wǎng)總長之比。其反映城軌線網(wǎng)單位線路長度承擔(dān)的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量，是評(píng)價(jià)線網(wǎng)運(yùn)營效率的主要指標(biāo)之一。

（2）分擔(dān)率r：指城軌在城市公共客運(yùn)量中承擔(dān)的比例，是城軌客流狀況的量化體現(xiàn)。

式中：

M——城軌的全日客運(yùn)量；

Z——日公共客運(yùn)總量。

（3）線網(wǎng)客流斷面不均衡系數(shù)η：是城軌線網(wǎng)各線路客流斷面不均衡系數(shù)的加權(quán)平均。反映城軌線網(wǎng)承擔(dān)客流的均衡程度，以評(píng)價(jià)線網(wǎng)的客運(yùn)效率。各線客流斷面不均衡系數(shù)為各線全日客流斷面最大值與平均值之比。

式中：

Qi——第i條線全日雙向最大斷面流量；

Ki——第i條線斷面流量平均值，為該線各斷面全日斷面流量之和除以斷面數(shù)量；

a1，…，an——各線權(quán)重，a1+a2+…+an=1。

3.3 服務(wù)特性指標(biāo)

城軌的服務(wù)特性主要是線網(wǎng)運(yùn)輸飽和度、平均換乘次數(shù)等，反映隨著城軌發(fā)展，其所能提供給乘客出行服務(wù)的水平。

（1）線網(wǎng)運(yùn)輸飽和度D：為各線路運(yùn)輸飽和度的加權(quán)平均。線路運(yùn)輸飽和度為單位時(shí)間內(nèi)線路總出行量與線路設(shè)計(jì)輸送能力之比。

式中：

Bi——單位時(shí)間內(nèi)線路i的出行總量；Ti——第i條線每列車設(shè)計(jì)運(yùn)能；

Ni——單位時(shí)間內(nèi)線路i的通過能力。

（2）平均換乘次數(shù)：為衡量乘客直達(dá)程度的指標(biāo)，其值為城軌線網(wǎng)出行人次與換乘人次之和除以城軌線網(wǎng)出行人次［10］。

3.4 計(jì)算實(shí)例

本文以某大型城市的城軌為例，采用專家打分及實(shí)地走訪調(diào)查的方式，在綜合業(yè)內(nèi)專家和運(yùn)營企業(yè)相關(guān)工作人員意見的基礎(chǔ)上，確定了該城市城軌運(yùn)營階段劃分指標(biāo)的參考值，見表1。

表1 某城市城軌運(yùn)營階段劃分指標(biāo)參考值

該方法雖帶有一定的主觀性，但卻反映了大量的經(jīng)驗(yàn)積累。需要注意的是，因各城市規(guī)模、生活水平、經(jīng)濟(jì)條件、城市形態(tài)及人們生活習(xí)慣的不同，指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值/范圍、權(quán)重可能會(huì)有較大差別，使用本方法時(shí)，當(dāng)因地制宜。

4 實(shí)例分析

本文采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)城軌運(yùn)營階段進(jìn)行判別。模糊綜合評(píng)判法是在模糊的環(huán)境中，考慮多種因素的影響，對(duì)某事物做出綜合判斷的有效方法之一［11］。

4.1 算法描述

設(shè)某城市軌道交通運(yùn)營階段判別的實(shí)測(cè)指標(biāo)為X，標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)為Y，因各項(xiàng)指標(biāo)的量綱不盡相同，需對(duì)X、Y進(jìn)行規(guī)格化。X、Y規(guī)格化后的矩陣分別為：

式中：

rij——樣本j指標(biāo)i的規(guī)格化數(shù)；

Sih——級(jí)別h指標(biāo)i的規(guī)格化數(shù)。

設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)向量為W=［w1…w9］，某城軌現(xiàn)運(yùn)營狀態(tài)j與級(jí)別h之間的歐式距離為djh，則：

由模糊數(shù)學(xué)可知，城軌運(yùn)營所處狀態(tài)j與級(jí)別h的廣義歐式距離乘以j隸屬于級(jí)別h的隸屬度uhj，能更加完善地表達(dá)出狀態(tài)j與級(jí)別h之間的差異，則有：

為求得最優(yōu)解，建立目標(biāo)函數(shù)

構(gòu)造拉格朗日函數(shù)，可求得狀態(tài)j對(duì)級(jí)別h的最優(yōu)隸屬度uhj為：

按最大隸屬度原則，即可決定狀態(tài)j的級(jí)別。

4.2 結(jié)果分析

本文在確定上述大型城市的城軌運(yùn)營階段劃分指標(biāo)參考值的同時(shí)，對(duì)該城市現(xiàn)階段相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查。該城市城軌運(yùn)營階段劃分指標(biāo)實(shí)測(cè)值見表2。

表2 某城市城軌交通運(yùn)營階段劃分指標(biāo)實(shí)測(cè)值

通過模型可計(jì)算得到該城市城軌運(yùn)營階段最優(yōu)模糊評(píng)判為：

由于u11遠(yuǎn)大于u21和u31，可知目標(biāo)城市的城軌目前正處于運(yùn)營初始期。實(shí)際情況為：該城市目前有運(yùn)營線路4條，在建線路6條；運(yùn)營線路主要連接城市中心區(qū)和開發(fā)區(qū)，線網(wǎng)和站點(diǎn)密度、人均線網(wǎng)長度、線網(wǎng)可達(dá)性等都不大。綜合各種情況可知該城市城軌正處于運(yùn)營初始期。與本文判別結(jié)果一致。該城軌運(yùn)營單位在此階段制定運(yùn)營策略時(shí)，應(yīng)將培育客流作為主要目標(biāo)，通過實(shí)行計(jì)程票制以及票價(jià)優(yōu)惠策略，并發(fā)行諸如儲(chǔ)值票、學(xué)生票、計(jì)次票等多種票卡產(chǎn)品，吸引不同消費(fèi)群體，達(dá)到吸引客流的目的。

5 結(jié)語

本文在全面分析城軌各運(yùn)營階段特征的基礎(chǔ)上，從線網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模、運(yùn)營特性和服務(wù)特性等三個(gè)方面選取了九項(xiàng)指標(biāo)，作為判別與劃分城軌運(yùn)營發(fā)展階段的標(biāo)準(zhǔn)，并通過實(shí)例分析，驗(yàn)證了指標(biāo)體系的適用性，為運(yùn)營單位判別城軌發(fā)展階段，制定與之相適應(yīng)的發(fā)展策略和票務(wù)政策提供了理論依據(jù)。本文所采用的驗(yàn)證方法較為簡單，僅提供了一個(gè)運(yùn)營階段劃分研究的基本框架和方法，在指標(biāo)的選取上有待

根據(jù)具體運(yùn)營狀況細(xì)化；在指標(biāo)權(quán)重的確定上主觀因素影響較大，還需要進(jìn)一步深化研究。城軌運(yùn)營發(fā)展期在城軌整體運(yùn)營階段的地位至關(guān)重要，也是一個(gè)較為長期的過程，為了更加細(xì)致地指導(dǎo)運(yùn)營，可將城軌運(yùn)營發(fā)展期再進(jìn)行細(xì)分，如將運(yùn)營發(fā)展期細(xì)分為初始階段、中級(jí)階段和高級(jí)階段，在不同的階段采用更加適宜的運(yùn)營策略，實(shí)現(xiàn)軌道交通運(yùn)營的高效化、科學(xué)化。

［1］ 周明保，張寧，楊利強(qiáng)等.城市軌道交通線網(wǎng)的收費(fèi)策略［J］.城市軌道交通研究，2008，11（11）：1.

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［5］ 周剛，盧靜.城市軌道交通運(yùn)營初期票價(jià)方案的探討［J］.城市公共交通，2010，（5）：43.

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［8］ 梁麗娟.城市軌道交通線網(wǎng)形成期公交線路調(diào)整方法研究［D］.同濟(jì)大學(xué)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理，2009.

［9］ 毛保華.城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營管理［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［10］ 毛保華.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［11］ 黃衛(wèi)，鐘里，錢振東.路基膨脹土脹縮等級(jí)的模糊評(píng)判［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，1999，21（4）：408.

（Continued from Special Commentary）

wordings are different.In the actual work of operation and management of urban rail transit，there are also some examples that are similar to confusing the concepts of proper nouns，such as the concept of“passenger carrying capacity”and the concept of“passenger flow volume”，and the concept of“full-load ratio”and the concept of“train congestion degree”，etc.

The author has ever written an article named“The Discussion on the Statistics Problems of Some Operational Indicators of Urban Rail Transit”，which was published in“Urban Mass Transit Research，July 2013”.This article discussed the phenomena of non-standard，inconsistence and confusing the indicators concepts of the statistical methods for the operational indicators of urban rail transit，so as to cause the colleagues in the industry to pay attention to.But it is not an overnight thing to change this situation.In order to adapt to the fast growth of the operation and management enterprises of urban rail transit and to further strengthen government supervision for urban rail transit operation enterprises so as to improve their management and service level and to offer passengers quality services of safety，convenience and quickness，the author renews its appeal to all walks of life to pay attention to the specification usage of some proper nouns in operation and management of urban rail transit.The author also recommends that the management departments of the government should strengthen the standards and norms constructions of the rail traffic operation and manag ement.

國內(nèi)首條20.32 cm（8英寸）IGBT專業(yè)芯片線在中國南車投產(chǎn)

6月20日，世界上第二條、國內(nèi)首條8英寸絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）專業(yè)芯片線在中國南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司投產(chǎn)。其投產(chǎn)打破了國外公司在高端IGBT芯片技術(shù)上的壟斷，未來有望實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口IGBT的全面替代，對(duì)保障我國國民經(jīng)濟(jì)安全和推動(dòng)兩型社會(huì)建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義。

IGBT芯片技術(shù)主要應(yīng)用于軌道交通、高壓電網(wǎng)等大功率電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備，控制并提供大功率的電力設(shè)備電能變換，可以有效提升能源利用效率、自動(dòng)化和智能化水平。由于技術(shù)含量極高、制造難度大，IGBT芯片技術(shù)過去主要掌握在日本等少數(shù)幾個(gè)國家手中，我國的IGBT芯片及其相關(guān)產(chǎn)品99%以上依賴進(jìn)口，國內(nèi)沒有獨(dú)立完整的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)體系。

伴隨著中國南車IGBT技術(shù)的自主創(chuàng)新進(jìn)程，我國在電力電子器件領(lǐng)域受制于人的局面漸漸改變。中國工程院院士、中國南車株洲所總經(jīng)理丁榮軍告訴記者，中國南車集合了上百位專家，積聚20多年之功，累計(jì)投入超過30億元，在IGBT芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、可靠性試驗(yàn)、系統(tǒng)應(yīng)用方面攻克了30多項(xiàng)重大難題，終于掌握了成套技術(shù)，建立了完整的IGBT規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)工藝體系，成功研制出從650 V到6500 V高功率密度IGBT芯片及模塊，形成了IGBT的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

據(jù)了解，此次8英寸IGBT專業(yè)芯片線全面建成投產(chǎn)，首期將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)12萬片8英寸IGBT芯片，配套生產(chǎn)100萬只IGBT模塊，年產(chǎn)值可達(dá)20億元。

（摘自2014年6月21日《光明日?qǐng)?bào)》，記者唐湘岳報(bào)道）

Index System Classified for the Qperation Phasing of Urban Rail Transit

Lu Wenxue，Liu Yan，Zhang Ning

In order to improve the social and economic benefits of urban rail transit（URT），it is essential to make a scientific and rational development strategy，alsoa flexible fare policy according to the operational stages of URT. Therefore，the operation phasing is particularly important. Based on the characteristic analysis of the operation development stages of URT in China，9 indexes from 3 categories：scale of networking operation，operation features and service featuresare selected as the main basis for operation phasing，the fuzzy evaluation method is used to analyze these indexes by cases studies.The research shows that the index system can make accurate classification of the operation development stages of URT.

urban rail transit；operation phasing；index system

F 530.7

2013-09-24）

*蘇州市科技計(jì)劃-軌道交通專題（ZXJ0801）