一种用于城市轨道交通点线网运力运量评估方法与流程

本发明涉及城市轨道交通领域，尤其涉及一种用于城市轨道交通点线网运力运量评估方法。

背景技术：

1、城市轨道交通凭借运量大、速度快、舒适性高的特点和优势，极大地提高了城市公共交通的出行效率，在城市交通出行中承担了不可或缺的角色。随着居民生活水平的提高，其出行次数与出行距离有所增加，且出行特征也日益复杂，城市轨道交通网络的负载不均衡性也明显增加。

2、例如，高峰时段的满载率较高，列车提供的运力已经不能满足乘客的出行需求，车厢拥挤与站台客流聚集会给乘客带来较差的出行体验，甚至会减少乘客对地铁出行方式的忠诚度，无形中削减了地铁在城市客运市场的份额；平峰时段的客流量又远小于列车提供的运力，造成了一定程度的运能浪费，增加了地铁公司的运营成本。当满载率接近理想状态，即运力不仅可以满足客流需求，也存在一定的运力剩余，但是这种状态并不能应对客流变化带来的风险。因此，在不同时空下定量研究城市轨道交通的运力运量匹配程度，在有限的资源配置下合理分配运力，提高运输能力的利用率具有重要意义。

3、现有技术中，关于城市轨道交通的运力运量匹配研究成果较少，在研究范围上，既有研究主要集中在车站、区间、线路三个空间层级的运力运量匹配研究，缺乏对网络空间层级的运输能力与客流量匹配程度的研究。本发明以线路的运能匹配度为数据基础，将线路承载的客流量作为该线路在城市轨道交通网络中的重要程度，归一化处理所有线路的载客量以得到每条线路的权重，构建网络运力运量匹配的评估指标，定量分析网络运输能力与客流量的匹配均衡程度。

4、众多学者在评估线路运力运量匹配程度时，大多将线路上所有区间断面满载率的均值作为线路层级的评估指标，由于城市轨道交通的客流在时间和空间的分布极不均衡，且列车开行方案的实施受到车站行车组织条件的限制，当线路的某区间断面的运力与运量接近，甚至满载率超过100％时，可能也会出现该线路上客流量较小的区间断面满载率较低，这时会出现线路的平均满载率在数值上比较符合运力运量匹配的要求，但并不意味着线路的总体运力和运量在数量上是相当的。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明考虑断面满载率与该区间该时段最佳满载率差值的均衡性，将这种差值的均衡程度作为线路的，以减少运能的虚靡，达到精准投放运力的目的。本发明具体采用如下技术方案：

2、一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，该方法包括评估网络总体运输能力与客运需求的匹配程度，包括计算区间运能匹配度、线路运能匹配度和网络运能匹配度，所述区间运能匹配度的评估指标为断面满载率，所述断面满载率为单位时间内运营线路单向断面客流量与相应断面运力的比值；

3、计算t时段区间e的断面满载率

4、

5、式中：

6、qe(t)——t时段区间e的断面客流量；ce(t)——t时段区间e的断面运力。

7、区间运能匹配度θe(t)采用区间实际满载率和最佳满载率的差值来衡量，计算公式表示如下：

8、

9、式中，——t时段区间e的最佳满载率。

10、优选的，所述线路运能匹配度θl(t)采用区间的运能匹配度的均值来衡量，t时段线路l的运能匹配度θl(t)计算公式表示如下：

11、

12、式中，θe(t)——t时段线路l上区间e的运能匹配度；le——线路l上区间e的数量。

13、优选的，网络运能匹配度通过线路运能匹配度和线路客运强度来衡量，

14、首先计算t时段线路l的客运强度βl(t)：

15、

16、式中，ql(t)——t时段线路l的客流量；ll(t)—t时段线路l的运营长度；

17、t时段网络运能匹配度θn(t)的计算公式表示如下：

18、

19、式中，

20、θl(t)——t时段网络上线路l的运能匹配度；βl(t)——t时段线路l的客运强度。

21、优选的，评估方法具体算法步骤为：

22、step1：加载客流数据、运输能力数据、线路和网络结构数据；记下网络上线路数量nl；

23、step2：取出网络上的一条线路l，记下该线路的区间个数为ne；

24、step3：从第一个区间开始，提取t时段该区间的断面运力ce(t)和断面客流量qe(t)，按照公式(1)计算并记下该区间的断面满载率

25、step4：对该区间进行运力运量匹配评估，读取该区间的断面满载率和最佳满载率按照公式(2)计算并记下该区间t时段的运能匹配度θe(t)，并根据表1判断并记下该区间运能匹配度的等级；

26、step5：重复step3与step4，直至计算并记下该线路t时段所有区间的断面满载率和运能匹配度θe(t)，即该线路的区间遍历次数为ne；

27、step6：对该线路进行运力运量匹配评估，读取该线路上t时段所有区间的运能匹配度θe(t)，按照公式(3)计算并记下该线路t时段的运能匹配度θl(t)；并根据表2判断并记下该线路运能匹配度的等级；

28、step7：重复step2至step6，直至计算并记下网络上所有线路t时段的运能匹配度θl(t)，即网络上线路遍历次数为nl；

29、step8：对网络进行运力运量匹配评估，读取所有线路t时段的运能匹配度θl(t)；按照公式(5)计算并记下网络t时段的运能匹配度θn(t)；

30、step9：输出t时段网络的运能匹配度θn(t)、所有线路的运能匹配度θl(t)、所有区间的运能匹配度θe(t)以及该区间的运能匹配度等级，算法结束。

31、优选的，算法输入数据与输出数据为：

32、(1)输入数据

33、1)客流数据，客流数据为区间断面客流量，可以直接通过客票清分结果获取；

34、2)运输能力数据，运输能力为区间断面运力，可通过列车开行方案计算。

35、3)线路与网络结构数据，线路与网络结构数据包括线路与区间的连接情况、区间数量、线路与线路的连接情况和线路里程等。

36、(2)输出数据

37、1)各个区间的断面满载率、运能匹配度以及运能匹配度的等级；

38、2)各个线路的运能匹配度以及运能匹配度的等级；

39、3)网络的运能匹配度。

技术特征：

1.一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，该方法包括评估网络总体运输能力与客运需求的匹配程度，包括计算区间运能匹配度、线路运能匹配度和网络运能匹配度，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，其特征在于，网络运能匹配度通过线路运能匹配度和线路客运强度来衡量，

4.根据权利要求3所述的一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，其特征在于，评估方法具体算法步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种用于城市轨道交通点线网运力运量的评估方法，其特征在于，算法输入数据与输出数据为：

技术总结
本发明提供了一种用于城市轨道交通点线网运力运量评估方法，该方法确定了运力运量之间的匹配度空间层次，并综合考虑各个空间层级运力运量匹配的影响因素，建立相应的评估指标和运能匹配度计算方法，并提出区间、线路与网络运能匹配度一体化评估算法。从多个空间层次进行评估，得到不同空间层次的匹配度，细化网络运力运量匹配的结果。本发明考虑断面满载率与该区间该时段最佳满载率差值的均衡性，将这种差值的均衡程度作为线路的，以减少运能的虚靡，达到精准投放运力的目的。

技术研发人员：魏运,豆飞,张惠茹,刘洁,宁尧,朱鸿涛,臧烁
受保护的技术使用者：北京市地铁运营有限公司技术创新研究院分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12