操志強

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軌道交通突發(fā)事件應急聯(lián)動運輸組織仿真應用研究

操志強

上海市計量測試技術研究院，上海 200231

軌道交通作為城市綜合交通運輸尤其是公共交通運輸體系的骨干，在承擔公眾日常出行方面起到了支撐性的作用。行業(yè)特點：點多、面廣、線長、人流量密集、突發(fā)事件應急應對難度高等，一旦發(fā)生突發(fā)事件，極易引發(fā)車輛延誤、服務中斷，從而導致大客流積滯，造成巨大的社會和經濟影響，突發(fā)事件的應急處置除依靠軌道交通行業(yè)自身運力配置外，需要通過其他各種交通方式進行聯(lián)動配合，才能實現突發(fā)事件客流疏散應急應對高效、有序。當前，利用優(yōu)秀的仿真較好地量化支持突發(fā)事件應急方案的分析和評估，從而提升事故事件應急應對能力的應用越來越受到行業(yè)管理部門的重視。為此，本文以客流疏導作為入口，從構建應急聯(lián)動運輸組織方案仿真模型為主體，利用應急聯(lián)動運輸組織方式其邏輯架構以及數據交換模式為依托，對應急方案效果進行的整體評價，從而為軌道交通應急管理等工作提供參考。

軌道交通；應急仿真；聯(lián)動運輸組織

1 概述

軌道交通行業(yè)作為城市公共交通體系的重要組成部分，有點多、面廣、線長、人流量密集等特點，行業(yè)突發(fā)事件應急應對要求高，一旦出現線路延誤或運行中斷的情況，極易導致大面積的客流滯留，社會影響經濟影響巨大。為了有效提高突發(fā)事件的快速反映能力，確保人們的出行安全，在疏導乘客時都會采用多種交通配合的聯(lián)動疏運乘客的方式。而在聯(lián)動運輸組織方案的選擇方面，將關系到突發(fā)事件應急應對效果。當前，如何運用仿真方式可對方案準確、全面的評價分析，進而確定突發(fā)事件應對最優(yōu)方案具有十分重要的現實意義。

在仿真工具方面，聯(lián)動運輸組織所涉及的軌道交通、地面交通以及乘客三大主體均有各自的仿真軟件，軌道交通仿真軟件主要由國外開發(fā)，例如RailSys、OpenTrack、STRESI等；地面交通仿真軟件主要有Vissim、Paramics、TransModeler等；客流仿真屬于行人交通仿真范疇，一般選擇Legion、SimWalk及MassMotion。

綜上所述，對于聯(lián)動運輸組織的各大主體都有比較成熟的仿真工具，且仿真在應急方案的評估中也得到了較為廣泛的應用，但目前各自為主的仿真工具并不能較好地支持聯(lián)動運輸組織方案的評價分析，協(xié)同仿真模型鮮見，因此需要進一步研究。

軌道交通突發(fā)事件發(fā)生后，管理部門依據事件具體情況，啟動相應應急預案，調整地鐵列車運行方案，地鐵車站內部隨之采取客流組織措施，同時實施站外交通組織方案，安排乘客使用地面交通方式到達目的地，根據客流需求的大小判斷是否啟動臨時公交接駁，盡量減少保障站外社會車輛的正常運行。

2 應急聯(lián)動運輸組織仿真模型

2.1 仿真邏輯架構

基于聯(lián)動運輸組織方案的實施內容，本文以客流作為紐帶提出軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動運輸組織仿真邏輯模型，其邏輯架構如圖1所示。模型主要包括軌道交通列車運行仿真、地面公交運行仿真和車站客流仿真三部分。

仿真步驟：首先將軌道交通列車運行仿真、地面公交運行仿真的結果以及客流數據導入中間庫，通過主控程序獲得車站客流仿真的輸入參數；然后把輸入參數導入車站客流仿真，將車站客流仿真結果反饋至中間庫；最后通過主控程序對中間庫內的數據進行處理分析，得到仿真評價指標。其中，軌道交通列車運行仿真結果主要包括正常情況和突發(fā)情況下列車抵達/出發(fā)/停留時間、運輸時間；地面公交運行仿真結果主要包括公交抵達/出發(fā)/停留時間、運輸時間，以及公交和社會車輛的運行速度、排隊長度、延誤；車站客流仿真結果主要包括乘客的到達率、聚集密度、排隊長度。而所獲得的車站客流仿真輸入參數主要為地鐵列車及公交的到發(fā)時刻、進站/下車客流矩陣。所設計模型基于歷史客流OD，需事先考慮乘客分流損失，可參照相關研究[1]計算客流需求，對客流分布進行預測。

在反饋關系方面，通過軌道交通列車運行仿真以及車站客流仿真可獲得接駁客流數量，就此可計算得出應急公交實際運能需求，這將作為公交應急聯(lián)動方案制定的主要參考條件；而通過地面公交運行仿真可獲得站外交通運行情況，這將作為軌道交通運輸組織策略調整的主要依據。

圖1 軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動運輸組織方案仿真邏輯架構

2.2 數據流交換

在三個仿真系統(tǒng)模塊的協(xié)同仿真過程中數據流交換始終貫穿，即通過確定兩個相互關聯(lián)系統(tǒng)之間的數據結構和數據轉換機制，建立系統(tǒng)間一對一的翻譯程序，從一個系統(tǒng)讀取數據并寫入到另一個系統(tǒng)中[2]，使得各仿真系統(tǒng)以數據流的形式進行協(xié)作，從而完成協(xié)同仿真。各仿真系統(tǒng)數據流交換具體過程如下：

從軌道交通列車運行仿真系統(tǒng)的仿真結果模塊輸出“列車到發(fā)時刻”至中間庫，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客生成模塊；通過主控程序將“列車到發(fā)時刻”結合客流OD處理得到“軌道交通客流交換表”（主要包括進站、下車客流矩陣），由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客需求模塊。

從地面聯(lián)動公交運行仿真系統(tǒng)的仿真結果模塊輸出“公交到發(fā)時刻”至中間庫，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客生成模塊；通過主控程序將“公交到發(fā)時刻”結合客流OD處理得到“公交客流交換表”，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客需求模塊。

從三個仿真系統(tǒng)的仿真結果模塊輸出相應的仿真結果至中間庫，主控程序對中間庫內的數據進行處理，得到仿真評價指標。

3 應急聯(lián)動運輸組織方案仿真

本文選取上海地鐵2號線事故案例進行分析，某工作日上午10：00至11：00江蘇路站至南京西路站區(qū)段發(fā)生線路故障，依據《上海地鐵總調所運營突發(fā)事件處置預案》[3]，事故發(fā)生后徐涇東站至江蘇路站、人民廣場站至廣蘭路站采取小交路運行。

3.1 聯(lián)動運輸組織方案設計

本文主要選擇江蘇路地鐵站作為研究對象，即為負責清客的折返站，對站外交通的影響較大。按照公交車輛行駛的優(yōu)先程度以及對社會車輛的影響程度進行劃分，提出四套聯(lián)動運輸組織方案。

方案一（無應急組織）

無應急交通控制，維持現狀交通管理，利用常規(guī)公交接駁。

方案二（不優(yōu)先）

無應急交通控制，維持現狀交通管理。設置聯(lián)動公交接駁線路（江蘇路站至人民廣場站），兩邊車站對向發(fā)車，每批次共5輛公交車輛，發(fā)車間隔為10分鐘。8號出口附近設置應急公交接駁站點，聯(lián)動公交車輛從愚園路西進口或江蘇路北進口進入車站組織區(qū)域。江蘇路（長寧路-愚園路）路段非機動車道作為蓄車組織區(qū)域。返回的聯(lián)動公交車輛在愚園路清客，駛至安西路、長寧路，再返回蓄車組織區(qū)域。

方案三（適當優(yōu)先）

江蘇路愚園路路口江蘇路方向車輛（除應急車輛）禁止左轉，信號相位改變?yōu)閮上辔?，?lián)動公交接駁線路設置同方案二。

方案四（絕對優(yōu)先）

江蘇路愚園路路口所有車輛（除應急車輛）禁止左轉，信號相位同樣為三相位（變?yōu)閼弊筠D專用信號），江蘇路及愚園路設置應急公交專用道及應急專用信號。聯(lián)動公交接駁線路設置同方案二。

3.2 方案仿真評價分析

運用本文提出的聯(lián)動運輸組織方案仿真模型對四種方案進行仿真分析，仿真界面如圖2所示。

圖2 方案仿真界面

仿真輸出結果如表1所示，采用基于熵值賦權的TOPSIS法對表2中的數據進行處理計算，得到每個方案對理想解的相對接近度，根據越大所對應的方案越優(yōu)的原則，得出結論即方案三最優(yōu)。

表1 仿真輸出結果

表2 各方案的相對接近度

4 結論

通過對軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動運輸組織仿真應用進行研究，結合實際案例有效構建了“一體化”的協(xié)同仿真模型，針對客流量分析將軌道交通與地面交通聯(lián)動方案相聯(lián)系，形成了聯(lián)動運輸組織仿真體系。通過案例展示仿真應用效果，并證明該仿真模型能較好評價聯(lián)動運輸組織方案。在軌道交通突發(fā)事件應急響應以及與應急預案演練方面提供，應急方案效果評價依據，為處置突發(fā)事件選取優(yōu)質方案提供科學的決策支持，有效提升軌道交通行業(yè)應急管理水平。

[1] 劉王瑞.城市軌道交通突發(fā)事件下地面公交聯(lián)動對策與方法研究[D].上海：同濟大學，2014.

[2] 姚廷強，遲毅林，黃亞宇.數據交換在協(xié)同設計與仿真中的應用研究[J].機械工程與自動化，2007 （2）：4-6.

[3] 上海地鐵總調度所運營突發(fā)事件處置預案[R]，2006.

操志強，上海市計量測試技術研究院，碩士研究生，工程師。

U298

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1009-6434（2017）04-0139-03