解慧 張農(nóng)歡

摘 要：城市軌道交通系統(tǒng)的出現(xiàn)，更好的緩解了我國城市交通擁堵現(xiàn)象，并具備安全、便捷以及低碳環(huán)保等優(yōu)勢，推動我國社會健康持續(xù)發(fā)展。本文主要介紹了城市軌道交通客流預(yù)測模型的建模方法及運(yùn)輸組織方案的思路構(gòu)建，并以某市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃為例，對該市各個軌道交通線網(wǎng)方案進(jìn)行客流預(yù)測。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；客流預(yù)測；運(yùn)輸組織方案

城市軌道交通中最為關(guān)鍵的核心問題就是根據(jù)客流變化實現(xiàn)資源的充分利用，因此，軌道交通的客流預(yù)測顯得尤為重要。城市軌道交通客流預(yù)測主要是基于城市中的遠(yuǎn)景規(guī)劃、總體規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，對一年里城市交通特征和需求等方面進(jìn)行分析和預(yù)測，為軌道交通規(guī)劃的編制提供相應(yīng)的技術(shù)支持，該項工作對技術(shù)的要求較高，涉及面非常廣。

1 城市軌道交通的預(yù)測模式

通過對某市居民出行交通信息及相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)查和搜集，并結(jié)合該市軌道交通規(guī)劃研究，主要采用“四步驟”定量預(yù)測方法，并借助EMME/3交通規(guī)劃軟件，建立軌道交通客流預(yù)測模型，并利用該模式構(gòu)建客流運(yùn)輸組織方案，模擬不同規(guī)劃的交通運(yùn)輸效果。城市軌道交通預(yù)測模式的開發(fā)需要體現(xiàn)全面綜合性和靈活實用性的特點(diǎn)，為軌道交通運(yùn)輸?shù)暮笃诰S護(hù)奠定基礎(chǔ)?！八碾A段”預(yù)測法主要包括出行生成、出行分布、方式劃分和交通分配這四個階段。

（一）出行生成模型

出行產(chǎn)生量的預(yù)測方法主要利用交叉分類中的產(chǎn)生率法，通過對出行對象的分析，按不同的交通特征和出行目的進(jìn)行分類，從而確定各個交叉類別的出行比率，表達(dá)式為

表達(dá)式子中，Pi中i表示的是i區(qū)的出行產(chǎn)生量，Rik表示的是i區(qū)第k種出行目的的出行比率，Tik為i區(qū)第k種出行目的人數(shù)。建立出行吸引模型，也可以利用交叉分類的方法，表達(dá)式為

表達(dá)式子中，Ai表示i區(qū)的出行吸引量，Rik表示i區(qū)第k種出行目的的吸引率，Sik為i區(qū)第k種出行目的崗位數(shù)。

由于不同的出行目的、區(qū)位以及崗位類型等能夠反映不同的出行特點(diǎn)，利用出行產(chǎn)生和吸引模型，將居民的出行目的分為以下幾種：基于家的工作出行、上學(xué)出行和其他出行，非基于家的出行。

（二）出行分布模型

出行分布模型主要將特定的小區(qū)內(nèi)部的出行產(chǎn)出量和吸引量作為基本條件，以此來評估小區(qū)與小區(qū)之間出行數(shù)量的模型。這個過程具備雙向限制的特征，也就是說，在計算過程中處于不斷循環(huán)的狀態(tài)，只有方計算出的結(jié)果與給定條件基本一致的情況下才完成工作。本市利用重力模型法對小區(qū)居民的出行量進(jìn)行預(yù)測，出行分布重力模型的形式為

（三）方式劃分模型

方式劃分主要基于交通方式的不同，對出行量的分配模型，該模型的建立較為復(fù)雜，需要考慮出行者的多種因素，包括生活水平、年齡性別、出行成本以及交通設(shè)施的服務(wù)方式等方面，技術(shù)難度較大。需要借鑒相關(guān)的優(yōu)秀經(jīng)驗，站在宏觀的角度上對整體進(jìn)行把控，也就是從發(fā)展戰(zhàn)略以及大政方針等方面確定交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展及功能，并從微觀角度建立科學(xué)合理的出行分配模型，明確單元之間的分配比例，最后將宏觀微觀結(jié)果進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，確定好模型比例。轉(zhuǎn)移曲線模型的表達(dá)式為

式中，P代表步行出行概率，L代表出行距離，α、β是待定系數(shù)。

（四）交通分配模型

交通分配主要利用EMME3內(nèi)嵌的分配算法進(jìn)行劃分，其中，公交客流的分配方式主要利用最佳策略進(jìn)行優(yōu)化分配，主要通過對線路運(yùn)行中最短時間的計算進(jìn)行合理分配。在這類分配方法中，需要對出行方式進(jìn)行不斷加大，可以確保道路使用者對出行路線進(jìn)行更改，從而有效減少現(xiàn)實情況下的路線運(yùn)行時間。一旦道路使用者知道存在一個最優(yōu)的行車路線，這種分配方式會減少擁堵的時間。以乘客使用公交線路為例，在使用最佳策略分配法時，每個可能到達(dá)的車站，乘客的最終目的就是以最短的出行時間到達(dá)目的地。在整個分配模型中，對假設(shè)終點(diǎn)來說，出行的費(fèi)用由行車線路決定。從出行生成、出行分布、方式劃分到交通分配，這四個步驟不斷循環(huán)，利用Emme3仿真軟件進(jìn)行模擬驗證，從根本上提高了整個模型的運(yùn)行效率，大大縮短了用戶的出行時間。

2 城市軌道交通的運(yùn)輸組織方案

（一）針對軌道交通客流時間不均衡性的運(yùn)輸組織方案

通常來說，行車組織計劃主要以每日各個時段的客流分布為基礎(chǔ)，并計算出相應(yīng)的列車數(shù)量，一小時為單位，在最大客流時段配備相應(yīng)的運(yùn)行車輛。針對軌道交通客流中時間不均衡的現(xiàn)象，解決方案如下：一是在高峰小時階段，增加列車數(shù)量，從根本上減少列車與列車之間的時間；二是處于非高峰運(yùn)營階段，需要將列車編組進(jìn)行使用。

（二）解決客流在空間分布上不均衡性的運(yùn)輸組織方案

由于客流存在分布不均衡的現(xiàn)象，可能會導(dǎo)致某個地區(qū)客流量比較大，造成了不必要的交通資源浪費(fèi)，從某種程度上來說增加了交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營成本。為了解決客流在空間分布上不均衡性，實行長短交路混跑的運(yùn)輸組織方案，以此來滿足整個路線上的客流運(yùn)輸需求，很好地避免了客流過大無法適應(yīng)的現(xiàn)象。長短交路混跑運(yùn)輸組織方案見圖1。

軌道交通客流由于時間上的不確定性和空間的不均衡性決定著整個軌道交通行車組織計劃和車輛配備情況。但是，由于城市之間的存在不同的軌道路線，各個情況的差別也比較大，因此，在制定和設(shè)計城市軌道交通的運(yùn)輸組織方案時，需要對城市交通客流量進(jìn)行全面詳細(xì)的分析和調(diào)查，以此作為確定行車組織計劃和車輛配備的科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)語

綜上所述，在城市軌道交通客流預(yù)測中，主要利用基于Emme3的“四步驟”的軌道交通客流模型，并基于軌道交通客流時間上的不確定性和空間的不均衡性，制定具有針對性的運(yùn)輸組織方案。城市軌道交通建設(shè)是一項較為復(fù)雜的工作，技術(shù)難度較大，不僅需要工作人員具備豐富的建模經(jīng)驗以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理能力，還要對整個工作進(jìn)行宏觀把控。因此，對于軌道交通客流預(yù)測以及運(yùn)輸組織方案的思路構(gòu)建來說，是一項長期而艱巨的任務(wù)。

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作者簡介

解慧（1988-），女，遼寧錦州人，碩士，助教，鐵道交通運(yùn)營管理方向。