城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管理的優(yōu)化決策技術(shù)(蘇大)

1、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的優(yōu)化決策技術(shù)2011.5.191隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市交通問題日益嚴(yán)重，大容量的公共交通方式成為問題的突破口和未來的發(fā)展方向。軌道交通作為大運(yùn)量、速度快、污染低、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適的公共交通比其他公交方式擁有更多的優(yōu)勢(shì)，逐漸在世界各國的城市交通中成為骨干，對(duì)城市的發(fā)展起著極大的推動(dòng)作用。21.城市軌道交通與城市發(fā)展31.城市發(fā)展促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展軌道交通的產(chǎn)生依賴于城市發(fā)展軌道交通是城市發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它是城市客運(yùn)需求達(dá)到一個(gè)較高水平后，為了解決城市交通擁擠問題而提出的。軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與城市發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模即城市所需要的軌道交通網(wǎng)絡(luò)總長度。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小與城市

2、人口和用地規(guī)模相關(guān)。4軌道交通模式要與城市發(fā)展相適應(yīng) 軌道交通系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)指標(biāo)的不同大體上可分為以下幾類：有軌電車 （Tramway） 地鐵 （Metro） 輕軌 （Light Rail Transit，簡(jiǎn)稱LRT）獨(dú)軌交通 （Monorail）自動(dòng)化導(dǎo)向的軌道交通 （Automated guide-way transit） 磁懸浮交通（Maglev train） 市郊鐵路（Rural rail）選擇何種模式取決于城市的規(guī)模與客流情況。1.城市發(fā)展促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展5軌道網(wǎng)絡(luò)布局與城市空間結(jié)構(gòu)緊密相關(guān) 單一中心均衡發(fā)展的城市一般是方格網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如墨西哥城。單一中心分散發(fā)展的城市比較適合于放射狀

3、結(jié)構(gòu)，如德國慕尼黑的地鐵網(wǎng)。墨西哥城地鐵線網(wǎng)慕尼黑地鐵線網(wǎng)1.城市發(fā)展促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展6 多中心集中加分散發(fā)展的城市比較適應(yīng)混合結(jié)構(gòu) 倫敦軌道環(huán)線串聯(lián)了27個(gè)地鐵站，其中與5個(gè)倫敦火車站相連，每座車站又基本上是倫敦市區(qū)向倫敦大區(qū)輻射的放射形鐵路的起點(diǎn)站，環(huán)線繞行到倫敦南方與泰晤士河并行，許多景點(diǎn)都聚集在此：白金漢宮、國會(huì)大廈、西敏寺、倫敦塔、泰晤士河游船等。倫敦軌道交通網(wǎng)1.城市發(fā)展促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展7軌道線路布設(shè)要與城市交通協(xié)調(diào) 軌道交通線路走向應(yīng)符合城市客流集中的交通走廊，盡量在城市干道布設(shè)，并且應(yīng)以最短、最便捷的路線連接車站、碼頭、航空港、大型商業(yè)區(qū)、居住區(qū)等客流集散量大的場(chǎng)所，以

4、減少線路的非直線系數(shù)和縮短居民的出行時(shí)間。1.城市發(fā)展促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展8對(duì)城市結(jié)構(gòu)的影響在軌道交通的建設(shè)初期，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)要以城市結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)；在不斷運(yùn)營發(fā)展后，軌道網(wǎng)絡(luò)又會(huì)對(duì)城市的土地使用布局和空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。城市軌道交通能夠成為城市形態(tài)擴(kuò)展的發(fā)展軸，有利于形成多中心的城市布局，并且引導(dǎo)衛(wèi)星城的發(fā)展。2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展9對(duì)城市結(jié)構(gòu)的影響 環(huán)線：環(huán)線建設(shè)可以促使環(huán)線節(jié)點(diǎn)周邊的土地開發(fā)，如果這種開發(fā)是大面積的低密度的開發(fā)，則可能使得城市向“攤大餅”狀發(fā)展。這也是大多數(shù)環(huán)線很少單獨(dú)修建、而是和放射線共建的原因。2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展10對(duì)城市結(jié)構(gòu)的影響放射線無環(huán)放射式放射

5、線將交通流引向市中心，能加強(qiáng)CBD的吸引和輻射能力，有利于市區(qū)向外發(fā)展，從而形成一條高密度的帶狀放射走廊。斯德哥爾摩的放射軌道網(wǎng)斯德哥爾摩依靠軌道交通引導(dǎo)城市拓展，稱為國際推崇的典范。2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展11對(duì)城市結(jié)構(gòu)的影響放射線有環(huán)放射式 由穿越市中心區(qū)的徑向線及環(huán)繞市區(qū)的環(huán)線共同構(gòu)成。有放射式布局的特點(diǎn)，又有環(huán)線的特點(diǎn)。莫斯科 環(huán)繞在CBD周圍的環(huán)線，可以截住進(jìn)入CBD的過境客流，將客流引導(dǎo)到其他放射線上，從而減少城市中心區(qū)的交通擁擠，如莫斯科和北京的地鐵環(huán)線。北京2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展12對(duì)城市交通結(jié)構(gòu)的影響 有利于改善城市交通條件和交通結(jié)構(gòu)，能夠完善地區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)

6、，形成城市主導(dǎo)客運(yùn)公交系統(tǒng)。對(duì)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響城市軌道交通能夠帶動(dòng)沿線房地產(chǎn)開發(fā)，以及相關(guān)的商業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。加快土地置換促進(jìn)土地利用集約沿線房地產(chǎn)開發(fā)商業(yè)、服務(wù)業(yè)的聚集2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展13有利于城市節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展有利于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展軌道交通線的投資成本構(gòu)成中，土建工程約占了40%，其余主要是軌道、車輛、通信信號(hào)、牽引供電等設(shè)備投資。軌道建設(shè)投資的增加直接提供建材、建筑企業(yè)生產(chǎn)能力的利用率，創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，擴(kuò)大對(duì)電力、交通運(yùn)輸?shù)男枨?。軌道交通線網(wǎng)間接產(chǎn)生配套設(shè)施投資需求。在沿線新建的居住區(qū)、工業(yè)區(qū)或商貿(mào)區(qū)，還將帶動(dòng)配套的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)。2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展

7、14軌道交通能夠保持市中心的強(qiáng)大軌道交通能夠有效解決市中心的交通擁擠問題，增強(qiáng)市中心的活力，從而促進(jìn)市中心的發(fā)展；軌道交通快速、準(zhǔn)點(diǎn)的特性，增強(qiáng)了軌道交通對(duì)周圍地區(qū)的吸引力，許多城市把發(fā)展軌道交通作為復(fù)興中心區(qū)的一種手段。 比如，地鐵通過的紐約曼哈頓島57km2，聚集了160萬居民，250萬工作崗位，這是發(fā)達(dá)國家密度最高的地方。曼哈頓島上的華爾街1.5km2，就業(yè)崗位達(dá)40萬個(gè)，沒有發(fā)達(dá)的軌道交通系統(tǒng)是無法支撐的。2.城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)城市發(fā)展152. 國內(nèi)外城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)16法國巴黎基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)212.1線路條數(shù)14車站數(shù)297年運(yùn)量(百萬人次)3,

8、533最小行車間隔13517英國倫敦基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)408.0線路條數(shù)12車站數(shù)275年運(yùn)量(百萬人次)947.60最小行車間隔218俄羅斯莫斯科基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)275.6線路條數(shù)12車站數(shù)170年運(yùn)量(百萬人次)3200最小行車間隔13019日本東京基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)292.2線路條數(shù)12車站數(shù)274年運(yùn)量(百萬人次)2812最小行車間隔15020美國紐約基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)371線路條數(shù)27車站數(shù)468年運(yùn)量(百萬人次)1450最小行車間隔221韓國首爾基本資料

9、(截止2005年4月1日)線路里程(km)286.9線路條數(shù)8車站數(shù)263年運(yùn)量(百萬人次)1863.9最小行車間隔222德國柏林基本資料(截止2005年4月1日)線路里程(km)152.7線路條數(shù)9車站數(shù)170年運(yùn)量(百萬人次)457.9最小行車間隔323線路名起迄站車站數(shù)里程（公里）軌道交通1號(hào)線莘莊富錦路2837軌道交通2號(hào)線徐涇東浦東國際機(jī)場(chǎng)3060軌道交通3號(hào)線上海南站江楊北路2940軌道交通4號(hào)線環(huán)線26（含9座共線車站）34軌道交通5號(hào)線莘莊閔行開發(fā)區(qū)1117軌道交通6號(hào)線港城路靈巖南路2731軌道交通7號(hào)線花木路上海大學(xué)2734.38軌道交通8號(hào)線市光路耀華路2837.5軌道交

10、通9號(hào)線松江新城楊高中路2346軌道交通10號(hào)線航中路新江灣城2729.6軌道交通11號(hào)線江蘇路嘉定北/安亭1943.6合計(jì)11條線路274425上海24上海軌道交通網(wǎng)（2010年）25線路名起迄站車站數(shù)里程（公里）1號(hào)線蘋果園四惠東23412號(hào)線環(huán)線1823.64號(hào)線公益西橋安河橋北2428.25號(hào)線天通苑北宋家莊1527.613號(hào)線西直門東直門1640.85八通線四惠土橋1318.910號(hào)線巴溝勁松2225機(jī)場(chǎng)線東直門T2、T3航站樓428奧運(yùn)支線森林公園北土城44.5亦莊線宋家莊亦莊火車站1422.7房山線大葆臺(tái)蘇莊1021.7昌平線西二旗南邵721大興線公益西橋天宮院1219.115號(hào)

11、線望京西后沙峪919.4合計(jì)14條線路191341.6北京2627蘇州283. 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的主要特點(diǎn)29經(jīng)營管理主體多元化城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)北京地鐵運(yùn)營有限公司京港地鐵有限公司運(yùn)營主體30網(wǎng)絡(luò)線路形式、功能和制式多樣化M線L線R線線路形式城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)31網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)模復(fù)雜化 連通型網(wǎng)絡(luò)城市環(huán)線 大型換乘樞紐 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)32 列車運(yùn)行方式多樣化共線運(yùn)行 大小交路 分段交路 列車運(yùn)行方式綜合交路城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)33 與其他交通方式銜接需求的多重性鐵路(高速鐵路) 城際軌道交通 機(jī)場(chǎng) 其他交通方 式

12、高速公路 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)34 客流的高增長、波動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)性F1展覽會(huì)體育比賽城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn)35城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織的基本特點(diǎn) 公眾安全和反恐形勢(shì)的嚴(yán)峻性倫敦地鐵爆炸日本地鐵沙林毒氣水災(zāi)363. 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的關(guān)鍵問題373.1 網(wǎng)絡(luò)票款清分及客流分布383940清分影響因素?fù)Q乘模式對(duì)運(yùn)營主體的偏好運(yùn)營時(shí)間旅行時(shí)間擁擠程度換乘便利性路網(wǎng)結(jié)構(gòu)OD對(duì)路徑上運(yùn)營模式確定性因素不確定因素41幾種清分方法基于路網(wǎng)規(guī)模的清分方法簡(jiǎn)單易行不考慮各個(gè)運(yùn)營主體所提供的服務(wù)對(duì)整個(gè)路網(wǎng)客運(yùn)周轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)的差異在精確度、合理性上都存在問題最短路徑法只考慮OD間的最短路徑作為

13、運(yùn)費(fèi)清分的依據(jù)不能體現(xiàn)乘客路徑選擇的多樣性，特別是在連通度較高的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中不能反映實(shí)際客流分布的實(shí)際狀況多路徑選擇概率法考慮OD間乘客出行路徑的多樣性根據(jù)各路徑的綜合阻抗進(jìn)行客流分配，從而計(jì)算出相應(yīng)的清分比例；能更加體現(xiàn)運(yùn)費(fèi)收益清分的科學(xué)性423.2 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的換乘樞紐建設(shè)431）換乘樞紐世紀(jì)大道徐家匯人民廣場(chǎng)44換乘樞紐（一站多線）世紀(jì)大道(2,4,6,9號(hào)線)6號(hào)線4號(hào)線2號(hào)線9號(hào)線45換乘樞紐人民廣場(chǎng)（1,2,8號(hào)線）46換乘樞紐徐家匯(1,9,11號(hào)線)472）換乘樞紐與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)集聚區(qū) 日本品川商務(wù)集聚區(qū) 香港機(jī)場(chǎng)快線青衣站商務(wù)集聚區(qū) 上海規(guī)劃了五角場(chǎng)、靜安寺、徐家匯等現(xiàn)代

14、服務(wù)業(yè)積聚區(qū) 48日本品川連結(jié)東京和橫濱方向的主要車站之一在這一地區(qū)日常入住企業(yè)的辦公人員達(dá)到4萬人，各項(xiàng)固定服務(wù)人員1萬人以上，白天流動(dòng)人員靜態(tài)也在1萬人左右。盡管人員眾多，但這里白天地面上人流車流都很少，所有時(shí)段都沒有交通擁堵，集聚區(qū)間的休閑廣場(chǎng)上鳥語花香與忙而不亂的地面形成鮮明對(duì)比的是，品川地下通道里暗流涌動(dòng)，車流、人流此起彼伏。品川的大多數(shù)車輛在地下流動(dòng)和停泊，軌道交通的出入人流在地面以上，而高聳的樓宇則為工作、購物和生活提供了廣泛的空間。 49503）綜合交通樞紐虹橋樞紐高速鐵路磁浮交通機(jī)場(chǎng)城市軌道交通公共交通51綜合交通樞紐上海南站鐵路磁浮交通城市軌道公共交通523.3 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營

15、的資源共享53資源共享 資源共享是軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的重要組成部分。多條線路共用控制中心、車輛段與綜合維修基地、主變電站、換乘站、辦公設(shè)施、備品配件等資源的共享。統(tǒng)一對(duì)共用設(shè)施設(shè)備的合理統(tǒng)籌布置，減少重復(fù)設(shè)施設(shè)備投資，維修養(yǎng)護(hù)規(guī)模效益得以體現(xiàn)。資源共享還體現(xiàn)在管理成本、管理人員、工作人員的配備上。如果統(tǒng)一管理，新線投入使用時(shí)，僅需補(bǔ)足新增設(shè)施或維修、操作人員缺口即可，其余共用設(shè)備的檢修人員完全可以與其他線路分享；而運(yùn)營管理人員幾乎不需要增加；這樣直接降低了人員工資成本，同時(shí)減少了日常運(yùn)營管理成本，運(yùn)營管理規(guī)模效益得以充分體現(xiàn)。 543.4 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的技術(shù)支持ACC,TCC(COCC,ET

16、C)等系統(tǒng)的建設(shè)551）網(wǎng)絡(luò)票務(wù)中心ACC軌道交通“一票換乘”的實(shí)現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的基礎(chǔ)和前提“一票換乘”建立在所有的線路均采用了統(tǒng)一的票務(wù)系統(tǒng)車票制式、系統(tǒng)接口和清分規(guī)則上的。票款的清分、客流的統(tǒng)計(jì)等562）綜合運(yùn)營協(xié)調(diào)中心COCC隨著軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的推進(jìn)，運(yùn)營管理將逐步由單線獨(dú)立運(yùn)營管理向多線綜合運(yùn)營管理的方向發(fā)展，從而形成軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營新局面。要求我們?cè)谔岣吒骶€路經(jīng)營管理、運(yùn)營組織和調(diào)度指揮工作水平的同時(shí)，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的整體有效性、安全性和可靠性、各線路運(yùn)營的相互協(xié)調(diào)性。有必要建立一個(gè)通過高技術(shù)支持的軌道交通綜合運(yùn)營協(xié)調(diào)中心（Comprehensive Operation

17、Coordination Center，簡(jiǎn)稱COCC），以實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)中各條線路有效、合理、協(xié)調(diào)地運(yùn)作，最大限度地滿足客流的需求，充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體能力和綜合效益，確保系統(tǒng)的運(yùn)營安全和可靠性 57對(duì)重大突發(fā)事件的處理能力是體現(xiàn)城市現(xiàn)代化程度的一個(gè)重要標(biāo)志。在軌道交通運(yùn)營中有可能發(fā)生故障事故、恐怖暴力、自然災(zāi)害以及人為破壞等重大突發(fā)事件，為確保軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的安全可靠，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)不受或少受損失，保證城市社會(huì)生活的正常進(jìn)行迫切需要建立一個(gè)與上海城市功能相匹配的，具有現(xiàn)代化國際大都市水準(zhǔn)的軌道交通應(yīng)急中心（Emergency Treatment Center，簡(jiǎn)稱ETC）。當(dāng)發(fā)生重大突發(fā)

18、事件時(shí)，有關(guān)人員可集中在應(yīng)急中心，通過專用的通信設(shè)施和指揮手段，了解、匯總有關(guān)場(chǎng)所的語音、視頻和數(shù)據(jù)信息，實(shí)施應(yīng)急指揮。該中心還可作為全市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)中心的一個(gè)重要組成部分。3）應(yīng)急中心ETC583.5 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的可靠性59故障 突發(fā) 事件 事故事件：影響城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性的因素的統(tǒng)稱故障：因設(shè)備質(zhì)量原因或操作不當(dāng)引發(fā)設(shè)備無法正常使用，須人工干預(yù)或維修的事件事故：因?yàn)楣收匣蚬ぷ魅藛T操作不當(dāng)引起的造成人員傷亡、設(shè)備損壞、影響可靠性或危及運(yùn)營安全的事件突發(fā)事件：由故障、事故或其他原因（人為、環(huán)境、社會(huì)事件等）引起的突然發(fā)生的，嚴(yán)重影響或可能影響運(yùn)營安全與秩序的事件60事故故障產(chǎn)生的隨機(jī)

19、性延誤的傳播性處置及時(shí)產(chǎn)生的機(jī)理傳播的特點(diǎn)預(yù)案61城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營可靠性管理城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營可靠性預(yù)警技術(shù)預(yù)防技術(shù)處置技術(shù)評(píng)估技術(shù)623.6 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的人才培養(yǎng)63每建設(shè)1km城市軌道線路，需要60名左右管理及技術(shù)人員 國際城市軌道交通職業(yè)人才配備標(biāo)準(zhǔn)我國城市軌道交通設(shè)計(jì)人才數(shù)量緊張，設(shè)計(jì)人員力量投入不足，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)不夠仔細(xì)。管理人才也十分缺乏，按照一個(gè)地鐵站需要10個(gè)管理人員的配額計(jì)算，到2015年北京城市軌道交通需要17000人，而目前北京地鐵管理人員只有3000人。黃衛(wèi)，2010中國國際軌道交通與城市發(fā)展高峰論壇64巨大的人才需求市場(chǎng)：服務(wù)于軌道交通建設(shè)、運(yùn)營管理的人才多方面的人才需求領(lǐng)域：在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備制造、運(yùn)營管理、教師培訓(xùn)、施工設(shè)備等各個(gè)方面多層次的人才需求結(jié)構(gòu)運(yùn)營/規(guī)劃公里（km）需要相關(guān)人員（人）高速鐵路（已建）6552393120高速鐵路（規(guī)劃）12000720000城軌交通（已建）100760420城軌交通（規(guī)劃）5000300000654. 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的優(yōu)化決策技術(shù)664.1 客流的精細(xì)化統(tǒng)計(jì)分析67686970幾種清分方法基于路網(wǎng)規(guī)模的清分方法簡(jiǎn)單易行不考慮各個(gè)運(yùn)營主體所提供的服務(wù)對(duì)整個(gè)路網(wǎng)客運(yùn)周轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)的差異在精確度、合理性上都存在問題最短路徑法只考慮OD間的最短路徑作為運(yùn)費(fèi)清分的依據(jù)不能體現(xiàn)乘客路徑選擇的