□ 仇志成

(蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

1 引言

隨著高鐵的快速發(fā)展，我國的高鐵運(yùn)營里程已經(jīng)超過4萬公里，日趨發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng)絡(luò)為旅客出行提供了更多的選擇，同時(shí)旅客也產(chǎn)生了更多的個(gè)性化需求。旅客選擇出行方式時(shí)，除了考慮時(shí)間、票價(jià)等因素，乘車疲勞度也是影響旅客出行的重要因素，因此，研究乘車疲勞度有利于提高服務(wù)質(zhì)量，滿足乘客需求，提升鐵路客運(yùn)產(chǎn)品競爭力。

關(guān)于乘客舒適度的研究一直是列車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，回顧相關(guān)研究，鈴木浩明[1]闡明了乘客舒適度的定義以及評(píng)價(jià)方法，并通過相關(guān)調(diào)查分析了影響舒適度的主要因素。我國自上世紀(jì)90年代開始涌現(xiàn)出對(duì)乘客舒適度的研究，趙瑜[2]分析了影響旅客舒適度的主要因素，并根據(jù)旅客需求提出鐵路客運(yùn)產(chǎn)品的優(yōu)化途徑；趙洋等[3]針對(duì)青藏鐵路格拉段的特殊環(huán)境，引入了“弛豫時(shí)間”的標(biāo)準(zhǔn)，完善了旅客舒適度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；盧津等[4]通過問卷調(diào)查以及數(shù)據(jù)測試，提出了客車舒適度的定量綜合評(píng)價(jià)；陳祥等[5]結(jié)合旅客的心理及生理感受定義了高速列車廣義舒適度，并構(gòu)建了乘客舒適度評(píng)價(jià)模型；林森等[6]基于振動(dòng)、壓力等六個(gè)因素，通過Delphi、AHP方法以及調(diào)查問卷法構(gòu)建模型，提出了一種旅客綜合舒適度的計(jì)算方法；張艷梅等[7]的研究闡明了影響長運(yùn)距高速列車旅客疲勞度的最主要因素，并提出了優(yōu)化措施。目前，對(duì)于旅客疲勞度的研究未能細(xì)致地考慮旅客的出行目的并結(jié)合旅客出行感受，因此，本文針對(duì)工作出行和旅游出行的兩類乘客的疲勞度進(jìn)行分類研究。

2 旅客疲勞度模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

2.1 旅客疲勞度因素分析

本文選用問卷調(diào)查法收集數(shù)據(jù)，問卷內(nèi)容主要包括旅客出行目的、生理及心理感受三個(gè)方面的因素，問卷借鑒了陳祥以及張艷梅的研究結(jié)果，并結(jié)合長運(yùn)距旅客的實(shí)際感受完成問卷，這里將調(diào)查對(duì)象分為以工作和旅游為目的的兩類群體，分別得到500份有效問卷。

根據(jù)調(diào)查問卷的題目，將問題歸納為空間層面、時(shí)間層面、空氣層面、物理層面、服務(wù)層面五個(gè)層面，使用SPSS(26.0)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，KMO檢驗(yàn)值的結(jié)果符合因子分析的標(biāo)準(zhǔn)。因此，基于五部分因子建立旅客乘車疲勞度分層模型，目標(biāo)層為旅客乘車疲勞度，準(zhǔn)則層為空氣層面、時(shí)間層面、空間層面、物理層面、服務(wù)層面方面，指標(biāo)層共有10個(gè)指標(biāo)。具體如圖1所示。

圖1 旅客乘車疲勞度層次結(jié)構(gòu)模型

2.2 旅客疲勞度因素權(quán)重計(jì)算

本文依據(jù)調(diào)查問卷中獲取的數(shù)據(jù)構(gòu)建判斷矩陣，將10個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較以確定權(quán)重，如表1所示。

表1 判斷尺度表

如果因素i與因素j的差值并非0.1的倍數(shù)，這個(gè)時(shí)候就根據(jù)其差值與哪個(gè)判斷尺度距離近進(jìn)行歸類。若差值為負(fù)數(shù)，首先將結(jié)果絕對(duì)值化，然后對(duì)其倒數(shù)化，得到真正的差值，然后依據(jù)之前的方法進(jìn)行判斷。

基于調(diào)查數(shù)據(jù)，本文使用層次分析法中的方根法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，同時(shí)在對(duì)相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)時(shí)，需要利用最大特征根λ、一致性指標(biāo)CI、隨機(jī)一致性指標(biāo)RI、矩陣階數(shù)分別對(duì)以工作和旅游為目的的兩類人群進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

①以工作為目的的旅客

對(duì)于P1，其λmax=5.0133，CI=0.0033，RI=1.12,CR=0.0030<0.1，通過一致性檢驗(yàn)。對(duì)于P2、P3、P4、P5、P6，由于n=2，本身就具備完全一致性，因此均通過一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)完畢后，進(jìn)行層次總排序，如表2所示。

表2 以工作為目的的層次總排序表

最終計(jì)算得到，空間類的權(quán)重為0.300，其中座椅間距的權(quán)重為0.340，空間擁擠度的權(quán)重為0.660；時(shí)間類的權(quán)重為0.300，其中候車時(shí)間的權(quán)重為0.100，旅行時(shí)間的權(quán)重為0.900；空氣類的權(quán)重為0.160，其中溫濕度的權(quán)重為0.800，空氣品質(zhì)的權(quán)重為0.200；物理類的權(quán)重為0.160，其中噪聲的權(quán)重為0.800，振動(dòng)的權(quán)重為0.200；服務(wù)類的權(quán)重為0.080，其中WiFi信號(hào)的權(quán)重為0.750，充電插座的權(quán)重為0.250。

②以旅游為目的的旅客

對(duì)于P1，其λmax=5.0684，CI=0.0171，RI=1.12,CR=0.0153<0.1，通過一致性檢驗(yàn)。對(duì)于P2、P3、P4、P5、P6，由于n=2，因此不必對(duì)其實(shí)行一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)完畢后，其層次總排序的具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 以旅游為目的的層次總排序表

最終依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)得出，空間類的權(quán)重為0.32，時(shí)間類的權(quán)重為0.22，空氣類的權(quán)重為0.26，物理類的權(quán)重為0.12，服務(wù)類的權(quán)重為0.08。其中，座椅間距的權(quán)重為0.34，空間擁擠度的權(quán)重為0.66；候車時(shí)間的權(quán)重為0.10，旅行時(shí)間的權(quán)重為0.90；溫濕度的權(quán)重為0.50；空氣品質(zhì)的權(quán)重為0.50；噪聲的權(quán)重為0.75，振動(dòng)的權(quán)重為0.25；WiFi信號(hào)的權(quán)重為0.75，充電插座的權(quán)重為0.25。

3 旅客疲勞度計(jì)算及分析

3.1 各因素疲勞度標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)旅客受各指標(biāo)影響的疲勞程度進(jìn)行研究，并進(jìn)行量化處理，建立一個(gè)綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除振動(dòng)指標(biāo)外，其余指標(biāo)未有具體的精確標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文參考相關(guān)舒適度的標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合乘客的實(shí)際感知，采取李克特五級(jí)量表設(shè)計(jì)問卷，基于調(diào)查問卷所獲得的數(shù)據(jù)，構(gòu)建關(guān)于旅客疲勞度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的具體格式參考UIC513標(biāo)準(zhǔn)且同樣將標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)等級(jí)，具體如表4所示。

表4 旅客疲勞度調(diào)查表

表中的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)引用國內(nèi)外在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的人體舒適度指標(biāo)——溫濕指數(shù)，以此反映旅客對(duì)車廂內(nèi)溫濕度的感知情況。本文空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參考了不同二氧化碳濃度對(duì)人體舒適度的影響，構(gòu)建疲勞值與二氧化碳濃度關(guān)系之間的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外制定的關(guān)于振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有許多，本文采用歐洲的UIC513標(biāo)準(zhǔn)作為對(duì)振動(dòng)的評(píng)價(jià)，它更加適合對(duì)旅客乘坐感受進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，目前只有對(duì)高速列車的限值標(biāo)準(zhǔn)《鐵道客車內(nèi)部噪聲限值及測量方法(GB/T 12816-2006)》，基于該標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)噪聲與疲勞度構(gòu)建評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)于旅客疲勞程度與候車時(shí)間長短的聯(lián)系，可以對(duì)不同候車時(shí)長的旅客進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 候車時(shí)間與疲勞值調(diào)查表

由于得到的數(shù)據(jù)不是簡單的線性變化，規(guī)律不明顯，無法得到候車時(shí)間與疲勞值的具體關(guān)系，因此通過MATLAB軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并最終得到了候車時(shí)間與旅客平均疲勞值關(guān)系之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，公式如下:

F1(t)=3.366e-9t5-4.672e-7t4+1.208e-5t3+0.0005811t2-0.003615t+0.000258

(1)

式(1)中的t表示候車時(shí)間，單位為min；F1表示產(chǎn)生的疲勞值。

對(duì)于旅行時(shí)間與旅客身體疲勞程度的聯(lián)系，從不同乘坐席的角度進(jìn)行調(diào)查研究，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 旅行時(shí)間與平均疲勞值調(diào)查表

同上，表格里的數(shù)據(jù)不是簡單的線性變化，規(guī)律不明顯，無法得到旅行時(shí)間與疲勞值的具體關(guān)系。將表6的數(shù)據(jù)通過MATLAB軟件擬合得到了不同席別平均疲勞值與旅行時(shí)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。

F2(t)=0.00129t4-0.03087t3+0.23t2-0.2575t+0.1406

(2)

F3(t)=0.0001713t4-0.003115t3+0.008071t2+0.39t-0.1056

(3)

式(2)(3)中，t表示旅行時(shí)間，單位為h，F(xiàn)2、F3表示對(duì)應(yīng)的疲勞值。

近年來，鐵路部門在動(dòng)車組上采取了許多人性化的措施，如CR系列上WiFi信號(hào)的全車覆蓋以及充電插座的配備。依據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行研究，依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)定義車廂內(nèi)各項(xiàng)服務(wù)與疲勞值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表7所示。

表7 服務(wù)與疲勞值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 綜合疲勞度標(biāo)準(zhǔn)

在上述標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將各種影響因素對(duì)旅客的疲勞程度處理并與前一章計(jì)算所得到的權(quán)重值一一對(duì)應(yīng)，得到每類因素對(duì)應(yīng)的疲勞值以及旅客的綜合疲勞值，旅客的綜合疲勞值反映了在旅行過程中旅客的疲勞變化情況，公式如下：

(4)

式(4)中，Z表示綜合疲勞值，i1、i2、i3、i4、i5分別表示Y層每類對(duì)應(yīng)的權(quán)重；j1-j10分別表示Z層每個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重；F1-F10分別為每個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)疲勞值。

4 實(shí)例驗(yàn)證

為對(duì)上述研究的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行驗(yàn)證，本文以長沙南—北京西線路上運(yùn)行的G402次列車的某節(jié)車廂為例應(yīng)用該評(píng)價(jià)方法，假設(shè)其旅客的出行目的分別為工作和旅游。其中表8為該列車某節(jié)車廂具體數(shù)據(jù)。

表8 G402次列車某節(jié)車廂具體數(shù)據(jù)

物理類各指標(biāo)對(duì)旅客乘車疲勞度的影響因旅客乘坐列車型號(hào)和經(jīng)由線路條件的不同而略有區(qū)別，且各指標(biāo)的數(shù)值是實(shí)時(shí)變化的。對(duì)于復(fù)興號(hào)系列動(dòng)車組噪聲均取65分貝，N取1。同時(shí)本文默認(rèn)實(shí)例中旅客的候車時(shí)間為1h。

利用表8中的數(shù)據(jù)依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到乘坐G402次列車二等座的旅客每個(gè)指標(biāo)影響的疲勞值分別為F1=4；F2=4；F3=1；F4=2.4；F5=1；F6=1；F7=3；F8=3；F9=0；F10=-5；將上述疲勞值分別與表3和表4中各指標(biāo)權(quán)重依據(jù)式(4)進(jìn)行計(jì)算，數(shù)據(jù)整理后如表9所示。

表9 乘坐G402次列車第10節(jié)車廂旅客疲勞值

在參數(shù)相同的情況下，乘坐G402次列車第10節(jié)車廂旅游出行的旅客相比工作出行的旅客的疲勞值更低。其中，造成綜合疲勞值差別較大的主要原因在于不同出行目的的旅客對(duì)車廂內(nèi)部、外部等各層面及各指標(biāo)的敏感和在意程度不同。以旅游為出行目的的旅客相比以上學(xué)、工作為出行目的的旅客更為在意空間、空氣層面對(duì)自身疲勞程度的影響，對(duì)時(shí)間層面敏感性相對(duì)較低，而以工作為出行目的的旅客對(duì)時(shí)間層面比較重視。基于研究結(jié)果，本文提出以下建議。

針對(duì)不同出行目的的人群，依據(jù)不同旅客的不同需求，推出多樣化的運(yùn)輸產(chǎn)品。如上述以工作為出行目的的旅客更注重時(shí)間，因此可以推出由CR系列動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)運(yùn)行任務(wù)，采用一站直達(dá)或僅在大站?？康耐Ｕ痉桨?，盡可能減少因時(shí)間層面給旅客帶來的影響。如長沙南—北京西的G402次列車主要由CR系列動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)運(yùn)行任務(wù)，且只在武漢、鄭州、石家莊3個(gè)大站?？?，旅行時(shí)間較短，更適合以工作為出行目的的旅客，可以減輕旅客乘車疲勞度。若商務(wù)客流量較大，可依據(jù)客流變化，增開該類列車。

5 結(jié)論

研究合理的旅客乘車疲勞度對(duì)提高高鐵客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量有著重要意義，本文針對(duì)旅客出行目的的不同，探究了旅客乘車疲勞度與兩類出行目的人群的關(guān)系，分析了兩類人出行乘車疲勞度的異質(zhì)性，提出了旅客乘車疲勞度的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)。同時(shí)對(duì)于兩類人群的差異，提出了合理的建議措施，對(duì)提高客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量、滿足旅客的出行需求有著一定的實(shí)際意義。同時(shí)，本文的研究還存在不足，如針對(duì)旅客出行情況，僅考慮到工作以及旅游，未能考慮到乘坐臥鋪對(duì)于旅客疲勞度的恢復(fù)情況，未來可以考慮擴(kuò)大研究群體，開展更細(xì)致的研究。