• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    考慮均衡性的城市軌道交通線路負(fù)荷水平評估研究

    2021-04-28 03:27:58王敏毛保華楊彥強(qiáng)史芮嘉王瑜瓊
    關(guān)鍵詞:差率交路客流

    王敏,毛保華*,楊彥強(qiáng),史芮嘉,王瑜瓊

    (1.北京交通大學(xué),綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100044;2.北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京100045)

    0 引言

    在《辭海》中,負(fù)荷的一種解釋是“承載”。城市軌道交通系統(tǒng)所承載的對象為客流,客流即為負(fù)荷。從數(shù)值上說,負(fù)荷水平包括絕對量和相對量兩個(gè)層面:客流規(guī)模是負(fù)荷水平的絕對值,客流規(guī)模與系統(tǒng)(設(shè)備)運(yùn)輸能力(承載能力)的匹配情況是負(fù)荷水平相對值,本文重點(diǎn)關(guān)注的是負(fù)荷的相對水平?,F(xiàn)實(shí)中,由于客流時(shí)空動態(tài)分布的不均衡特性[1],運(yùn)營商所提供的列車開行方案難以精確匹配客流需求,表現(xiàn)出線路負(fù)荷分布不均衡等問題。例如,列車在中心城區(qū)滿載率高而在其他區(qū)間運(yùn)力相對浪費(fèi);在潮汐客流條件下,表現(xiàn)在時(shí)間和空間維度的負(fù)荷水平相差較大等。合理地評估線路負(fù)荷水平,對優(yōu)化運(yùn)力和改善服務(wù)水平具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

    既有研究提出一系列指標(biāo)評估線路運(yùn)輸能力與客流需求的匹配程度,例如斷面滿載率、線路列車平均滿載率[2]。施云惠[3]提出考慮區(qū)間擁擠度懲罰系數(shù)的列車綜合平均滿載率指數(shù),作為評價(jià)線路層擁擠度指數(shù)的指標(biāo)之一。張銘[4]等提出用輸送能力與客流量的比值來刻畫換乘站的運(yùn)能匹配度,數(shù)值越小,表示客流擁堵越嚴(yán)重。這些指標(biāo)主要體現(xiàn)了線路運(yùn)輸能力與客流匹配的平均程度。

    然而,單一均值性指標(biāo)僅在一定程度上體現(xiàn)線路負(fù)荷水平的整體情況,不能反映線路內(nèi)部分布的偏差。這是因?yàn)榫敌灾笜?biāo)相近時(shí),由于列車開行方案或客流條件發(fā)生變化,各區(qū)間的列車負(fù)荷可能存在較大差異。以文獻(xiàn)[5]的第四章大小交路模型和早高峰算例為例進(jìn)行說明,假設(shè)大、小交路列車發(fā)車頻率均為10 對·h-1,編組為8A,其他參數(shù)取值不變。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)小交路區(qū)段分別是區(qū)間2~19,5~22,6~23 和7~24 時(shí),4 種交路方案下的線路列車平均滿載率r分別是31.52%,31.82%,31.66%和31.55%,最大相差只有0.3%。但是從分布結(jié)果看,4 種交路方案得到的大、小交路列車最大滿載率相差33.49%,41.17%,57.09%,68.98%。

    在描述城市軌道交通系統(tǒng)客流不均衡的指標(biāo)方面,國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用基尼系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差率等統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)。H?rcher[6]采用基尼系數(shù)表征客流需求的不均衡,代洪娜[7]、肖雪梅[8]等提出基于基尼系數(shù)定量化評價(jià)路網(wǎng)流量分布和城市軌道交通客流分布均衡性的方法。史芮嘉[9]應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)差率、Geary's C等指標(biāo)分析線路輸送能力利用的特點(diǎn)。但是,關(guān)于線路負(fù)荷水平的評估及影響因素分析仍缺乏深入研究。

    綜上,城市軌道交通線路負(fù)荷水平涵蓋了運(yùn)輸能力與客流的匹配大小與均衡程度兩個(gè)方面,應(yīng)包括常見的均值性指標(biāo)和描述個(gè)體負(fù)荷分布的兩類指標(biāo)。為此,本文在既有研究的基礎(chǔ)上,提出線路負(fù)荷均值指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)的二維評價(jià)指標(biāo),建立線路負(fù)荷水平評估模型,并研究客流、列車開行方案等因素對負(fù)荷水平的影響。

    1 線路負(fù)荷水平評估指標(biāo)模型

    將列車作為構(gòu)成線路負(fù)荷的基本單元,每列列車在每個(gè)區(qū)間的負(fù)荷值作為一個(gè)樣本點(diǎn)。使用研究時(shí)段內(nèi)所有樣本的均值性指標(biāo)表征線路負(fù)荷的平均水平,利用所有樣本的標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)刻畫線路負(fù)荷的分布偏差。

    研究時(shí)段內(nèi),線路的f方向s斷面第k列車的負(fù)荷(即第k個(gè)樣本點(diǎn))為

    式中:f為線路上行和下行,f∈{0,1};Kf,s為列車在f方向s斷面運(yùn)行的列車數(shù)量,為運(yùn)輸組織方案指標(biāo),k∈{1,2,…,Kf,s} ;S為線路斷面數(shù)量,s∈{1,2,…,S};qf,s,k為在車人數(shù);Cf,s,k為列車定員;Cf,s,k,b為列車第b節(jié)車廂定員,列車為B節(jié)編組。

    1.1 負(fù)荷均值指標(biāo)

    為反映每個(gè)樣本對線路負(fù)荷水平的貢獻(xiàn)程度,采用加權(quán)計(jì)算方法,以單一方向的計(jì)算為例(下同),得到在研究時(shí)段內(nèi)線路f方向負(fù)荷水平均值為

    式中:ωf,s,k為權(quán)重,權(quán)重值一般由區(qū)間特征確定,基于區(qū)間長度進(jìn)行加權(quán)[9]??紤]因每列列車運(yùn)行區(qū)間長度lf,s不同造成乘客感知體驗(yàn)差異,本文將各列列車在車人數(shù)qf,s,k再次加權(quán)得到權(quán)重為

    易知,線路負(fù)荷均值指標(biāo)γf取值在0和規(guī)定的最大列車滿載率之間。與線路列車平均滿載率指標(biāo)相比,負(fù)荷均值指標(biāo)更加考慮乘客擁擠度的影響,加重了列車滿載率較大樣本點(diǎn)的權(quán)重。當(dāng)線路上各列車車型、編組一致時(shí),考慮加權(quán)的負(fù)荷均值指標(biāo)總是不小于線路列車平均滿載率指標(biāo)。證明如下:

    首先,將負(fù)荷均值指標(biāo)和線路列車平均滿載率分別簡寫為γ和γ′,即

    式中:qi、li分別為第i個(gè)樣本在車人數(shù)、運(yùn)行區(qū)間長度,C為列車定員。

    由qi >0,li >0,根據(jù)柯西不等式可得

    整理可得

    即γ≥γ′,證畢。

    1.2 標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)

    標(biāo)準(zhǔn)差率為研究時(shí)段內(nèi),線路負(fù)荷分布偏差情況,體現(xiàn)均衡性,即

    式中:E為期望值,表示所有樣本的平均值。

    從式(7)分析,標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)受客流條件(q)、列車運(yùn)載能力(C)及列車運(yùn)行組織方案(K)影響,可表示為ψf(q,C,K)。標(biāo)準(zhǔn)差率越小,說明線路上所有列車運(yùn)載能力利用在空間上越均衡,有利于企業(yè)開展運(yùn)輸組織工作;反之,說明越不均衡。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)取值為0 時(shí),表示所有列車負(fù)荷完全相等。另外,當(dāng)乘客均勻到達(dá)且列車均勻發(fā)車時(shí),線路所有區(qū)間同時(shí)增加或減小相同規(guī)模的運(yùn)力,標(biāo)準(zhǔn)差率不變,即

    式中:參數(shù)φ、λ均為正數(shù)。從式(7)推導(dǎo)上這一結(jié)論是顯然的。因此,只有相對提高大客流區(qū)間或大客流方向上的輸送能力,才能夠有效提高線路負(fù)荷的均衡性。

    2 算例分析

    2.1 算例參數(shù)

    以某條銜接中心城區(qū)和城市外圍的地鐵線路為例展開算例分析。

    (1)線路參數(shù)

    算例線路總長61.8 km,設(shè)站30座,各區(qū)間長度如表1所示。

    表1 算例線路區(qū)間長度Table 1 Section length of line

    (2)客流條件

    最大斷面流量發(fā)生在上行方向第12 個(gè)區(qū)間,斷面客流量為3.83 萬人次·h-1。固定上行方向客流,通過改變下行方向客流規(guī)模,得到客流方向不均衡系數(shù)分別為1.0,1.1,1.2,…,2.0的11種客流類型,如圖1所示。需要說明的是,根據(jù)方向不均衡系數(shù)計(jì)算公式[2],2.0 為極限情況,即一個(gè)方向客流遠(yuǎn)小于另一方向。

    圖1 算例客流的幾種情形Fig.1 Several cases of passenger flow

    (3)初始開行方案

    初始開行方案按照單一交路、列車6A編組、雙向均衡發(fā)車制定,取最大滿載率約束為120%,單節(jié)車廂定員平均為310 人·節(jié)-1,發(fā)車頻率為18 對·h-1

    (滿足最大滿載率約束的最小發(fā)車頻率),此時(shí)最大斷面列車滿載率為114.4%。

    2.2 負(fù)荷水平評估結(jié)果

    (1)負(fù)荷均值指標(biāo)

    為分析考慮加權(quán)計(jì)算的負(fù)荷水平均值結(jié)果,將負(fù)荷均值指標(biāo)同線路列車平均滿載率指標(biāo)進(jìn)行對比,如圖2和圖3所示。

    圖2 負(fù)荷均值Fig.2 Weighted mean value of line loading

    圖3 線路列車平均滿載率Fig.3 Line load factor

    因加大了擁擠度更高的列車對負(fù)荷水平貢獻(xiàn)的權(quán)重,考慮加權(quán)計(jì)算的負(fù)荷均值指標(biāo)均大于線路列車平均滿載率指標(biāo),這與模型分析結(jié)果相一致。單一方向的負(fù)荷均值與客流規(guī)模呈正相關(guān),與線路列車滿載率指標(biāo)變化規(guī)律一致。比如,客流方向不均衡系數(shù)從1.0變化到1.1時(shí),下行方向負(fù)荷均值從0.73 減小到0.61,線路列車滿載率從0.39 減小到0.33,變化率分別為-15.7%和-15.4%。

    從雙向負(fù)荷均值指標(biāo)看,當(dāng)方向不均衡系數(shù)為1.4 時(shí),雙向負(fù)荷均值取到最小值0.59。這是因?yàn)楫?dāng)方向不均衡系數(shù)不超過1.4 時(shí),隨著下行方向客流減小,根據(jù)本文負(fù)荷均值計(jì)算方法,下行方向列車對線路負(fù)荷的貢獻(xiàn)逐漸下降,使雙向負(fù)荷均值減小;當(dāng)方向不均衡系數(shù)大于1.4時(shí),下行最大斷面客流小于1.64萬人,下行方向列車最大滿載率將小于36.4%,上行仍為80.1%,雙向列車負(fù)荷相差已經(jīng)非常大,大客流方向計(jì)算樣本的權(quán)重高,對線路負(fù)荷水平的貢獻(xiàn)程度大,抵消了下行方向客流減小帶來的影響。

    可見,從負(fù)荷均值指標(biāo)變化的角度,本文算例中方向不均衡系數(shù)大于1.4 時(shí),在雙向?qū)ΨQ發(fā)車模式下線路雙向負(fù)荷水平均值指標(biāo)達(dá)到變化臨界點(diǎn),雙向負(fù)荷不均衡達(dá)到較高程度,在小客流方向的列車運(yùn)載能力利用虛彌,運(yùn)輸企業(yè)應(yīng)考慮運(yùn)力優(yōu)化措施以提高能力利用的均衡效果。

    (2)標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)

    標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)計(jì)算結(jié)果如圖4所示。可以看出,單一方向的標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)不變,這是由于上行方向客流固定,下行方向各斷面流量是按照等比例設(shè)置,各斷面列車負(fù)荷同等程度變化,標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)理論上不會變化。方向不均衡系數(shù)為1.9 時(shí),下行方向標(biāo)準(zhǔn)差率出現(xiàn)小幅度減小是設(shè)置斷面客流時(shí)保留整數(shù)精度所致;方向不均衡系數(shù)為2.0時(shí),由于下行方向客流按理想設(shè)置為0,則式(7)中期望為0,導(dǎo)致無法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)。

    圖4 標(biāo)準(zhǔn)差率Fig.4 Coefficient of variation of line loading

    隨著雙向客流不均衡系數(shù)增加,考慮雙向負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)出現(xiàn)迅速增長。方向不均衡系數(shù)為1.0時(shí),標(biāo)準(zhǔn)差率為0.78,主要體現(xiàn)的是各個(gè)斷面列車負(fù)荷不均衡程度;當(dāng)方向不均衡系數(shù)取極限2.0時(shí),當(dāng)前算例中標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)增加到1.5。

    根據(jù)模型分析結(jié)果,線路所有區(qū)間的運(yùn)力同等規(guī)模變化不影響線路負(fù)荷的均衡性指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)差率),故重點(diǎn)分析交路和不成對行車模式對負(fù)荷水平的影響。

    2.3 列車交路的影響分析

    以方向不均衡系數(shù)為1.0 時(shí)的客流為例分析。該客流條件下,上行方向斷面客流不均衡系數(shù)為2.48,下行方向?yàn)?.26。文獻(xiàn)[5]研究認(rèn)為斷面客流不均衡系數(shù)大于1.8 時(shí),可以考慮開行大小交路。算例線路上行方向第9~13區(qū)間的斷面客流量均超過3萬人次·h-1,顯著大于其他斷面客流,應(yīng)重點(diǎn)提高該區(qū)段的輸送能力。假設(shè)各車站均具備折返作業(yè)條件,大、小交路列車發(fā)車頻率各為12對·h-1,小交路列車折返站分別為s1 和s2,且s1 小于等于8,s2大于等于14,以覆蓋9~13區(qū)間。

    大、小交路模式下,列車折返位置影響乘客選擇行為和列車滿載率,文獻(xiàn)[5]假設(shè)乘客均勻到達(dá)并乘坐第1趟直達(dá)列車來計(jì)算線路雙向各區(qū)間列車在車人數(shù),進(jìn)而計(jì)算乘客總候車時(shí)間、列車走行公里及本文的負(fù)荷水平指標(biāo)。為滿足列車最大滿載率不超過120%的約束,當(dāng)s1分別設(shè)置在車站1~6時(shí),要求s2分別不小于16、17、18、19、20、22;當(dāng)s1為車站7和8時(shí),方案不可行。得到s1小于等于6,s2大于等于16時(shí)負(fù)荷水平情況如圖5和圖6所示。

    圖5 大、小交路模式下負(fù)荷均值Fig.5 Weighted mean value of line loading under full-length and short-turn routing

    圖6 大、小交路模式下標(biāo)準(zhǔn)差率Fig.6 Coefficient of variation of line loading under full-length and short-turn routing

    可以看出,小交路折返位置對降低標(biāo)準(zhǔn)差率,提高線路負(fù)荷均衡性具有重要作用。單一交路模式下(即s1 為1,s2 為30),標(biāo)準(zhǔn)差率為0.78,負(fù)荷均值為0.54。當(dāng)s2 為22 時(shí),標(biāo)準(zhǔn)差率取到最小值;s1為4時(shí),標(biāo)準(zhǔn)差率下降到最小值0.62,并且與單一交路相比,負(fù)荷均值并未發(fā)生較大變化(為0.58),線路列車平均滿載率從27.7%提高到37.3%,如表2所示。這意味著在列車運(yùn)載能力得到更充分利用條件下,乘客整體擁擠度水平保持穩(wěn)定,并取得最佳負(fù)荷均衡效果;但是降低了非小交路區(qū)段乘客服務(wù)水平,有14.3%的乘客平均候車時(shí)間從2.5 min增加到5 min。

    表2 不同交路方案計(jì)算結(jié)果Table 2 Results under different routing schemes

    2.4 不成對行車模式的影響分析

    總共控制48 個(gè)上線車次,初始為雙向均衡發(fā)車,通過增加上行方向(大客流方向)車次,減少下行方向車次的方式設(shè)置不成對行車模式。考慮最小2 min、最大6 min 的發(fā)車間隔約束和最大滿載率120%約束,假設(shè)乘客平均候車時(shí)間為發(fā)車間隔的0.5倍,計(jì)算得到乘客總候車時(shí)間指標(biāo)如圖7所示。

    圖7 不成對行車模式下乘客總候車時(shí)間Fig.7 Passenger waiting time under bidirectional uneven operating mode

    可以看出,當(dāng)方向不均衡系數(shù)不超過1.4時(shí),雙向乘客總候車時(shí)間隨上行發(fā)車頻率增加表現(xiàn)出增加或小幅下降的趨勢;當(dāng)方向不均衡系數(shù)大于1.4時(shí),雙向乘客總候車時(shí)間出現(xiàn)較明顯下降。從這個(gè)角度看,不成對行車模式在客流顯著不均衡時(shí)具有更大的優(yōu)化空間。

    以方向不均衡系數(shù)為1.5時(shí)的典型潮汐客流為例,分析不成對行車模式對負(fù)荷水平的影響,結(jié)果如圖8和圖9所示。

    圖8 不成對行車模式下負(fù)荷均值Fig.8 Weighted mean value of line loading under bidirectional uneven operating mode

    圖9 不成對行車模式下標(biāo)準(zhǔn)差率Fig.9 Coefficient of variation of line loading under bidirectional uneven operating mode

    雙向?qū)ΨQ發(fā)車(24 對·h-1)時(shí),線路雙向負(fù)荷均值和標(biāo)準(zhǔn)差率分別為0.44、1.00。不成對行車模式通過提高小客流方向負(fù)荷均值,降低大客流方向負(fù)荷均值,顯著降低雙向的標(biāo)準(zhǔn)差率。上行方向發(fā)車數(shù)每增加1列(同時(shí)下行方向減少1列),雙向標(biāo)準(zhǔn)差率平均減少0.03。上、下行發(fā)車頻率為30 列·h-1、18 列·h-1時(shí),標(biāo)準(zhǔn)差率從1.0 降低到0.8,優(yōu)化了20.0%;乘客總候車時(shí)間從1631 h減少到1527 h,優(yōu)化了6.4%。

    但是不成對行車模式將增加車底周轉(zhuǎn)難度,具體實(shí)施的可行性受到車輛段存車能力、可用車底數(shù)量、車底接續(xù)等約束,仍待研究。

    3 結(jié)論

    本文以列車負(fù)荷為評價(jià)單元,建立了表征線路負(fù)荷平均水平與偏差程度的二維評價(jià)指標(biāo),并設(shè)計(jì)算例研究了客流特征、列車運(yùn)行組織方案等因素對線路負(fù)荷水平的影響效果。主要結(jié)論如下:基于本文的客流條件,在分析負(fù)荷加權(quán)均值指標(biāo)時(shí),發(fā)現(xiàn)客流方向不均衡系數(shù)超過1.4 時(shí),在雙向?qū)ΨQ發(fā)車模式下線路負(fù)荷均值達(dá)到拐點(diǎn),應(yīng)考慮運(yùn)力優(yōu)化措施以提高能力利用率;在分析負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)差率指標(biāo)時(shí),在乘客均勻到達(dá)和均衡發(fā)車的前提下,線路所有區(qū)間的運(yùn)力同等規(guī)模變化不影響線路負(fù)荷的均衡性;組織大、小交路與不成對行車可以改善線路負(fù)荷的均衡性效果,但是以降低部分乘客服務(wù)水平或增加車底周轉(zhuǎn)難度為代價(jià)。后續(xù)研究可以在本文基礎(chǔ)上展開不同線路類型的負(fù)荷水平特征評估,并進(jìn)行有針對性的運(yùn)輸組織工作優(yōu)化工作。

    猜你喜歡
    差率交路客流
    客流增多
    淺談城市軌道乘務(wù)司機(jī)交路安排
    福建醫(yī)保辦:非公立醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)行“零差率”銷售
    健康管理(2017年4期)2017-05-20 18:58:50
    大小交路模式下通信系統(tǒng)功能的聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)
    地鐵信號系統(tǒng)既有線交路改造方案探討
    基于自學(xué)習(xí)補(bǔ)償?shù)氖覂?nèi)定位及在客流分析中的應(yīng)用
    既有線運(yùn)能釋放及機(jī)車交路延長條件下編組站改編能力配置的優(yōu)化
    人工免疫算法在電梯客流時(shí)段劃分的應(yīng)用
    安徽 蕪湖藥品零差率動“藥商奶酪”
    上海四家零差率試點(diǎn)醫(yī)院收不抵支
    句容市| 禄劝| 涿州市| 南澳县| 伊宁县| 大名县| 五河县| 桑植县| 南木林县| 宜昌市| 永城市| 吉木乃县| 班玛县| 措勤县| 同仁县| 黄龙县| 林周县| 南投县| 旬阳县| 蓬溪县| 上饶县| 乐东| 宜宾县| 惠来县| 怀集县| 湄潭县| 双桥区| 万年县| 江孜县| 株洲县| 资中县| 香港 | 临夏市| 武清区| 德昌县| 赣州市| 准格尔旗| 尼玛县| 台安县| 文昌市| 阜宁县|