解 熙 蒲 琪

（同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，201804，上海∥第一作者，碩士研究生）

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)里程和線路數(shù)量快速增長(zhǎng)，北京、廣州、上海等城市已形成了一定規(guī)模的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)管理變得越來(lái)越復(fù)雜，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的安全性和可靠性也越來(lái)越被社會(huì)各界所重視。在日常運(yùn)營(yíng)中，城市軌道交通受各種內(nèi)部和外界因素的干擾，列車(chē)的運(yùn)行會(huì)因?yàn)榇罂土鞒私?、設(shè)備故障、突發(fā)事件等發(fā)生延誤，從而影響乘客的正常出行。由于列車(chē)延誤具有傳播特性，一趟列車(chē)的延誤會(huì)對(duì)后行列車(chē)造成影響，進(jìn)而會(huì)造成線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)秩序紊亂、運(yùn)輸能力損失、服務(wù)質(zhì)量降低、運(yùn)營(yíng)可靠性下降［1-2］。為了減少列車(chē)延誤的發(fā)生，降低延誤造成的影響，需要對(duì)延誤發(fā)生的原因進(jìn)行分析；并確立一套統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系，根據(jù)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)建立單起列車(chē)延誤事件嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及線路和網(wǎng)絡(luò)列車(chē)延誤水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為提出減少列車(chē)延誤事件發(fā)生以及抑制延誤影響的措施提供依據(jù)，提高城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的可靠性。

1 城市軌道交通列車(chē)延誤事件原因分析

城市軌道交通系統(tǒng)列車(chē)運(yùn)行延誤，是指列車(chē)在執(zhí)行運(yùn)行圖過(guò)程中因受到各種因素影響，造成列車(chē)進(jìn)入?yún)^(qū)間（車(chē)站）或在區(qū)間（車(chē)站）運(yùn)行過(guò)程中偏離（滯后）計(jì)劃運(yùn)行軌跡的綜合表現(xiàn)形式［3］。城市軌道交通在按照編制好的列車(chē)運(yùn)行圖運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中不可避免地要受到人員、設(shè)備、環(huán)境等隨機(jī)因素的干擾而發(fā)生延誤。列車(chē)延誤可以按照晚點(diǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行分類。文獻(xiàn)［4］根據(jù)延誤時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行分類：將初始延誤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致其他列車(chē)發(fā)生延誤的列車(chē)晚點(diǎn)作為主要延誤；將能夠很快被列車(chē)間的緩沖時(shí)間抵消，不影響其他列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行的列車(chē)延誤作為次要延誤。但更為通用的延誤分類方法是根據(jù)導(dǎo)致列車(chē)運(yùn)行延誤的干擾因素，將運(yùn)行延誤分為初始延誤和后續(xù)延誤。

初始延誤是由列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的干擾事件引起的，具有一定的隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性。初始延誤發(fā)生后，如果不及時(shí)采取有效措施消除延誤，則前行延誤列車(chē)的延誤時(shí)間達(dá)到一定程度后，受列車(chē)最小行車(chē)間隔、列車(chē)最大運(yùn)營(yíng)速度和列車(chē)運(yùn)行圖緩沖時(shí)間等因素的限制，會(huì)進(jìn)一步造成后續(xù)其他列車(chē)的晚點(diǎn)或初始延誤列車(chē)在后續(xù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的晚點(diǎn)，即后續(xù)延誤。

1.1 初始延誤原因分析

城市軌道交通列車(chē)初始延誤產(chǎn)生的原因很多，總體來(lái)說(shuō)主要分為列車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的外部因素和內(nèi)部因素，具體如表 1 所示［5］。

表1 初始延誤的產(chǎn)生原因及分類

1.2 后續(xù)延誤原因分析

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)中后續(xù)延誤是非常普遍的，通常發(fā)生在軌道交通線路的瓶頸區(qū)域或高峰時(shí)期。如果初始延誤發(fā)生在換乘站，城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化會(huì)使延誤傳播的范圍擴(kuò)大。本文根據(jù)定義和產(chǎn)生原因?qū)⒑罄m(xù)延誤分為自身因素、客流變化、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)組織4種情況，具體說(shuō)明如下［6］。

（1）自身因素：初始延誤列車(chē)的延誤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，受列車(chē)最大運(yùn)營(yíng)速度的限制，導(dǎo)致列車(chē)在后續(xù)一個(gè)或幾個(gè)車(chē)站發(fā)生延誤。

（2）客流變化：車(chē)站客流集聚造成延誤時(shí)間進(jìn)一步加大或乘客路徑選擇發(fā)生變化造成延誤在路網(wǎng)中擴(kuò)散。

（3）基礎(chǔ)設(shè)施：初始延誤列車(chē)占用站臺(tái)造成后續(xù)列車(chē)延誤。

（4）運(yùn)營(yíng)組織：車(chē)底周轉(zhuǎn)頻率較高，列車(chē)間緩沖時(shí)間小造成后續(xù)延誤；輪乘制的乘務(wù)員（司機(jī)）因前一列車(chē)的延誤不能及時(shí)換班造成后續(xù)延誤；運(yùn)營(yíng)調(diào)度調(diào)整列車(chē)秩序造成的延誤。

2 列車(chē)延誤事件統(tǒng)計(jì)指標(biāo)分析

現(xiàn)在的列車(chē)延誤事件記錄體系不太完善，為了從歷史延誤事件數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出規(guī)律，進(jìn)而提出改善列車(chē)運(yùn)營(yíng)可靠性的措施，本文確定了一套列車(chē)延誤事件統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，確定了指標(biāo)的計(jì)算方法，旨在通過(guò)可以有效輔助決策的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，完善列車(chē)延誤事件記錄的完整性和規(guī)范性，為軌道交通的列車(chē)延誤評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。本文將統(tǒng)計(jì)指標(biāo)分為表示總量的絕對(duì)指標(biāo)和可用于不同線路不同城市的軌道交通運(yùn)營(yíng)可靠性對(duì)比的相對(duì)指標(biāo)。

2.1 現(xiàn)有的列車(chē)延誤事件統(tǒng)計(jì)指標(biāo)分析

MOPES（城市軌道交通運(yùn)營(yíng)績(jī)效評(píng)估體系）中，涉及到的與列車(chē)延誤事件相關(guān)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有：線網(wǎng)延誤事件數(shù)、線網(wǎng)列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率、線網(wǎng)列車(chē)兌現(xiàn)率、線網(wǎng)清客列次和線網(wǎng)清客頻率［7］。這些指標(biāo)只從延誤事件發(fā)生頻次上和基于運(yùn)營(yíng)列次的延誤概率上對(duì)列車(chē)延誤進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，不能體現(xiàn)列車(chē)延誤事件的影響范圍和程度以及基于運(yùn)營(yíng)里程的列車(chē)延誤事件發(fā)生頻率。

本文參考MOPES和道路交通事故的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，對(duì)城市軌道交通列車(chē)延誤事件的絕對(duì)指標(biāo)和相對(duì)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的定義，從列車(chē)延誤事件發(fā)生頻次、延誤事件影響范圍和程度等多個(gè)角度全面分析列車(chē)延誤事件，為提出保障列車(chē)運(yùn)營(yíng)可靠性的合理措施提供依據(jù)。

2.2 絕對(duì)指標(biāo)

（1）初始延誤列車(chē)數(shù)（Ni）。列車(chē)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)遇到各種外界干擾，其中有些會(huì)導(dǎo)致列車(chē)晚點(diǎn)，將直接由干擾因素導(dǎo)致的列車(chē)晚點(diǎn)數(shù)定義為初始延誤列車(chē)數(shù)Ni。Ni越大，表示列車(chē)越容易受外界干擾，系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性越差。

（2）總延誤列次（NT）。外界干擾造成的初始延誤可能會(huì)導(dǎo)致除本次列車(chē)外其他列車(chē)的延誤，即后續(xù)延誤。NT是所有偏離原定運(yùn)行計(jì)劃而發(fā)生延誤的列車(chē)的總和。NT不僅表示列車(chē)受外界干擾影響的難易程度，還包含列車(chē)間的相互干擾的程度。

（3）總延誤車(chē)站數(shù)（NS）。延誤除了在不同車(chē)次間進(jìn)行傳播外，還可以通過(guò)列車(chē)間的最小行車(chē)間隔和車(chē)站客流變化等因素在不同車(chē)站間進(jìn)行傳播?？傃诱`車(chē)站數(shù)NS表示有延誤列車(chē)停留或經(jīng)過(guò)的所有車(chē)站的總和。

（4）總延誤影響乘客數(shù)（NP）。乘客作為軌道交通的服務(wù)對(duì)象應(yīng)該成為重要延誤統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。列車(chē)的延誤必然會(huì)影響到上下車(chē)乘客。列車(chē)到達(dá)車(chē)站晚點(diǎn)會(huì)使車(chē)站候車(chē)乘客上車(chē)時(shí)間晚點(diǎn)，但是在后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)通過(guò)加速運(yùn)行或減少停站時(shí)間等措施進(jìn)行“趕點(diǎn)”，因此，乘客雖然出發(fā)晚點(diǎn)，但是到達(dá)目的地的時(shí)間不一定會(huì)晚。所以，這里只將延誤列車(chē)到達(dá)車(chē)站時(shí)下車(chē)的乘客數(shù)定義為受延誤影響的乘客，乘客受影響的時(shí)間為列車(chē)到達(dá)車(chē)站時(shí)的晚點(diǎn)時(shí)間?？紤]到延誤事件中車(chē)站下車(chē)乘客數(shù)不好統(tǒng)計(jì)，這里根據(jù)列車(chē)運(yùn)營(yíng)的過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，將每列車(chē)在各車(chē)站的平均下車(chē)人數(shù)作為晚點(diǎn)列車(chē)在晚點(diǎn)車(chē)站的下車(chē)人數(shù)，即為受延誤影響的乘客數(shù)?？傃诱`影響乘客數(shù)NP是所有延誤列車(chē)到達(dá)各延誤車(chē)站時(shí)下車(chē)乘客數(shù)的總和。

（5）總延誤時(shí)間（tD）。各列車(chē)在各車(chē)站偏離計(jì)劃運(yùn)行圖的時(shí)間的總和即為tD。tD越大，表示列車(chē)受外界干擾的影響程度越大。

（6）延誤恢復(fù)時(shí)間（tR）。從產(chǎn)生初始延誤至最后一次延誤列車(chē)恢復(fù)運(yùn)行圖規(guī)定的時(shí)刻止。tR為系統(tǒng)受外界干擾影響的時(shí)間，其大小與外界干擾種類、延誤發(fā)生地點(diǎn)和系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用等因素有關(guān)。

2.3 相對(duì)指標(biāo)

相對(duì)指標(biāo)可以用于不同城市、不同線路的城市軌道交通以及一條線路上造成列車(chē)延誤的不同因素之間進(jìn)行橫向比較的依據(jù)。

（1）初始延誤概率（Pi）?？梢员硎玖熊?chē)受外界干擾的嚴(yán)重程度以及列車(chē)自身的可靠性，可以用發(fā)生初始延誤的列車(chē)數(shù)Ni與線路上實(shí)際運(yùn)行的總的列車(chē)數(shù)N的比值進(jìn)行表示。

（2）列車(chē)延誤概率（PT）。PT可以用NT與線路上實(shí)際運(yùn)行的總列車(chē)數(shù)N的比值進(jìn)行表示。PT越大，延誤列車(chē)的比率越高，系統(tǒng)越容易受外界和其他列車(chē)的干擾。PT與列車(chē)正點(diǎn)率的和為1，GBT 30012—2013《城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范》中規(guī)定列車(chē)正點(diǎn)率應(yīng)大于或等于 98.5%［8］。

（3）運(yùn)行圖兌現(xiàn)率（ρ）。ρ為N與計(jì)劃開(kāi)行列數(shù)NPlan的比值，反映了線路通行能力的利用率。GBT 30012—2013中規(guī)定列車(chē)ρ應(yīng)大于或等于99%［8］。

（4）列車(chē)服務(wù)可靠度（γ）。γ為全部列車(chē)總行車(chē)?yán)锍蘉（km）與Ni的比值。γ越大，表示列車(chē)服務(wù)的可靠度越高。GBT 30012—2013中規(guī)定列車(chē)服務(wù)可靠度應(yīng)滿足以下要求：全部列車(chē)總行車(chē)?yán)锍膛c發(fā)生5 min以上延誤次數(shù)之比不應(yīng)低于8萬(wàn)列公里/次［8］。

（5）單起事故延誤列次（Nm）。Nm為 NT與 Ni的比值，在一定程度上可以反映網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行列車(chē)間的相互作用。對(duì)不同外界因素造成的延誤分別計(jì)算單起事故延誤列次，可以作為該因素對(duì)列車(chē)運(yùn)行影響程度的表征；對(duì)不同時(shí)段相同因素造成的延誤分別計(jì)算單起事故延誤列次，可以在一定程度上反映不同時(shí)段的客流對(duì)列車(chē)延誤的影響。

3 城市軌道交通列車(chē)延誤評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)原則

城市軌道交通列車(chē)延誤的發(fā)生是不可避免的，并且每次列車(chē)延誤事件對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響程度和表現(xiàn)形式不盡相同。因此，在選取城市軌道交通列車(chē)延誤評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）全面性。指標(biāo)應(yīng)該有代表性，能夠全面反映列車(chē)延誤事件的整個(gè)過(guò)程和涉及到的服務(wù)對(duì)象、服務(wù)地點(diǎn)等。

（2）靈敏性。指標(biāo)應(yīng)能夠準(zhǔn)確地反映城市軌道交通列車(chē)延誤的程度。

（3）可度量性。指標(biāo)應(yīng)具有精確的數(shù)值表示，包括可通過(guò)資料查找、調(diào)研等方式獲取的客觀存在的指標(biāo)，以及通過(guò)評(píng)判方法獲得的判斷指標(biāo)。

（4）相對(duì)獨(dú)立性。指標(biāo)之間的重疊區(qū)域盡可能小，減小指標(biāo)間的相關(guān)性。

（5）穩(wěn)定性。指標(biāo)受偶然因素的影響不能過(guò)大。

3.2 單起列車(chē)延誤事件嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本文基于列車(chē)延誤事件在列車(chē)-車(chē)站-乘客體系上對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，建立包含延誤時(shí)間、延誤列車(chē)、延誤車(chē)站、受延誤影響的乘客等多個(gè)指標(biāo)的列車(chē)延誤事件嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 列車(chē)延誤事件嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（1）初始延誤時(shí)間，是受干擾條件的影響首先發(fā)生延誤的列車(chē)在初始延誤車(chē)站的晚點(diǎn)時(shí)間，在一定程度上表征了列車(chē)延誤事件的嚴(yán)重程度以及干擾對(duì)列車(chē)正常運(yùn)營(yíng)的影響強(qiáng)度。

（2）延誤恢復(fù)時(shí)間，是延誤的開(kāi)始時(shí)刻到列車(chē)恢復(fù)正常運(yùn)行之間的時(shí)間，從整體上衡量了列車(chē)延誤影響程度和規(guī)模。

（3）延誤一旦發(fā)生，則不可避免地會(huì)影響到相應(yīng)的列車(chē)、車(chē)站以及乘客，波及對(duì)象的數(shù)量反映了列車(chē)延誤的影響范圍的大小。

（4）平均延誤時(shí)間，包括每次列車(chē)在每個(gè)車(chē)站的總延誤時(shí)間與受影響的列車(chē)數(shù)和車(chē)站個(gè)數(shù)的比值及所有受影響的乘客總延誤時(shí)間與受影響的乘客總數(shù)的比值，用于衡量城市軌道交通列車(chē)延誤事件的影響程度。平均延誤時(shí)間越長(zhǎng)，城市軌道交通列車(chē)延誤事件影響越大，延誤事件越嚴(yán)重。

通過(guò)對(duì)單起列車(chē)延誤事件的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)對(duì)應(yīng)的延誤指數(shù)ud和指定的基準(zhǔn)延誤指數(shù)ud，b得到等效延誤事故數(shù)ud，eq：

ud，eq=ud/ud，b

該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系從全局出發(fā)，考慮了延誤的影響的規(guī)模、程度及范圍，為車(chē)站和線路管理人員提供列車(chē)延誤事件等級(jí)分類的參考。根據(jù)初始延誤傳播范圍的預(yù)測(cè)結(jié)果，可以評(píng)價(jià)列車(chē)延誤事件可能造成后果的嚴(yán)重程度，提供一個(gè)列車(chē)延誤事件的參考預(yù)警等級(jí)，向車(chē)站和線路管理人員或潛在的受害者（乘客）發(fā)布預(yù)警信息，減少列車(chē)延誤帶來(lái)的損失。

3.3 城市軌道交通線路和網(wǎng)絡(luò)列車(chē)延誤水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

對(duì)城市軌道交通線路或網(wǎng)絡(luò)列車(chē)延誤水平進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)綜合考慮列車(chē)延誤事件發(fā)生的頻率以及嚴(yán)重程度。參考GBT 30012—2013，本文建議采用3個(gè)指標(biāo)對(duì)城市軌道交通線路和網(wǎng)絡(luò)的列車(chē)延誤等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如圖2所示。

圖2 城市軌道交通線路和網(wǎng)絡(luò)列車(chē)延誤等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

前文已經(jīng)介紹過(guò)PT、ρ、γ這3個(gè)指標(biāo)。以下主要介紹等效列車(chē)服務(wù)可靠度。根據(jù)γ和ud，eq的概念，等效列車(chē)服務(wù)可靠度γeq為M（km）與線路或網(wǎng)絡(luò)總等效延誤事故數(shù)Neq的比值。

選取的指標(biāo)中，PT和ρ從延誤發(fā)生的頻率角度分析了線路的延誤程度。如果對(duì)線路的延誤水平進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)采用PT、ρ、γ，則這3個(gè)指標(biāo)將局限于延誤事件發(fā)生的頻率。這里引入了γeq這個(gè)概念，把線路或網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的列車(chē)延誤事件的嚴(yán)重程度考慮到評(píng)價(jià)體系之中，完善了評(píng)價(jià)指標(biāo)的全面性和綜合性。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究對(duì)城市軌道交通列車(chē)延誤的影響因素進(jìn)行了梳理，將列車(chē)延誤分為初始延誤和后續(xù)延誤2類。然后，分析了列車(chē)延誤事件的絕對(duì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和相對(duì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，根據(jù)這些指標(biāo)建立了科學(xué)的列車(chē)延誤評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。對(duì)不同類型、不同位置的列車(chē)延誤事件的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以有針對(duì)性地管理和制定列車(chē)延誤事件的預(yù)案及預(yù)防措施。城市軌道交通線路和網(wǎng)絡(luò)的列車(chē)延誤評(píng)價(jià)結(jié)果可用于不同線路或不同城市軌道交通運(yùn)營(yíng)可靠性的橫向?qū)Ρ?，進(jìn)而借鑒可靠性較高的城市軌道交通線路的管理方法和運(yùn)營(yíng)組織方式等。然而，由于目前對(duì)于城市軌道交通列車(chē)延誤事件的記錄不太完善，所以本文沒(méi)有給出一個(gè)評(píng)價(jià)實(shí)例。后續(xù)研究中，通過(guò)建立延誤傳播的數(shù)學(xué)模型，得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的仿真結(jié)果，然后通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量級(jí)劃分，擬采用較為常用的層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)列車(chē)延誤事件的嚴(yán)重程度以及線路或網(wǎng)絡(luò)的列車(chē)延誤水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。

［1］ 李為為.城市軌道交通調(diào)度指揮智能集成系統(tǒng)研究［D］.北京：北京交通大學(xué)，2006．

［2］ 喬珂，趙鵬.城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行延誤及其調(diào)整方法［J］.都市快軌交通，2013，26（1）：41-45.

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