城市軌道交通網絡系統(tǒng)運輸效率理論.pdf

1、對效率的不斷追求是人類社會進步的基本動力之一。數(shù)萬年來，人們不斷試圖用各種方法提高社會生產活動的效率，對于運輸活動也是如此。世界大城市數(shù)十年來的經驗表明，發(fā)展大規(guī)模網絡化的城市軌道交通系統(tǒng)，是解決城市交通問題的必經之路。我國城市軌道交通網絡發(fā)展的數(shù)量和規(guī)模已經世界第一，投資規(guī)模和運營成本也愈發(fā)龐大，其運輸效率問題非常值得關注?，F(xiàn)有研究較少從系統(tǒng)角度給出軌道交通網絡運輸效率的本質和計算。本文以城市軌道交通網絡系統(tǒng)的運輸效率問題作為研究對象

2、，試圖揭示網絡運輸效率的本質和規(guī)律，探索優(yōu)化效率的途徑和方法。
　　論文的研究思路是:首先，根據目前我國城市軌道交通網絡化發(fā)展面臨的問題和效率的一般性概念，提出“城市軌道交通網絡系統(tǒng)運輸效率”的理論框架，在此框架下展開研究;然后，根據系統(tǒng)能力供給和乘客出行需求這兩大影響網絡效率的關鍵因素，研究基于供需匹配的運輸效率幾個關鍵問題;進一步，為了解決網絡效率的計算問題，提出了影子效率理論，給出了基于仿真的效率估算方法。隨后，提出了網絡運

3、輸效率優(yōu)化策略的仿真研究實驗方法;最后，通過北京地鐵網絡的實際案例證明仿真實驗方法的可行性。
　　論文的主要內容包括:
　　(1)城市軌道交通網絡系統(tǒng)運輸效率理論框架研究。給出了網絡運輸效率的定義，提出將運輸效率分為“能力產出效率”、“能力利用效率”和“交通需求滿足效率”三個層次的效率“三層次”理論，分析了網絡運輸效率的本質和特性，系統(tǒng)研究了網絡運輸效率的影響因素體系，揭示能力和客流的供需匹配關系是影響效率的主要因素。提出了

4、全局優(yōu)化的效率評價和計算方法。給出了效率的優(yōu)化策略集，并提出了基于仿真的優(yōu)化策略驗證方法。
　　(2)基于供需匹配的網絡運輸效率的關鍵問題研究。從效率是交通供給對交通需求的滿足程度這一基本理念出發(fā)，從供需匹配過程角度，定性闡述了能力（交通供給）和客流（交通需求）這兩大方面和效率之間的互動關系。研究了客流預測不準確、客流數(shù)據采集、常乘客行為、能力協(xié)調和瓶頸這四個供需匹配優(yōu)化過程中的關鍵問題，給出了解決方法，并總結了基于供需匹配的效率

5、優(yōu)化建議。
　　(3)影子效率理論研究。主要解決定量研究能力、客流、效率之間關系問題。將影子效率定義為“能力投入的影子效用”，討論了影子效率的提出、特性和影響因素，提出了影子效率的仿真計算方法，并給出了影子效率的經濟學解釋和應用領域。并給出了“雙倍時間懲罰”的系統(tǒng)整體效用計算方法。
　　(4)網絡運輸效率優(yōu)化策略仿真研究。主要研究網絡運輸效率的定量優(yōu)化方法。提出了基于仿真的效率優(yōu)化方法，介紹了仿真系統(tǒng)的框架和功能，提出了單一

6、優(yōu)化策略的仿真實驗設計和基于DEA的組合優(yōu)化策略的仿真實驗方法。
　　(5)北京地鐵網絡運輸效率仿真優(yōu)化案例研究。以北京地鐵現(xiàn)有實際網絡為研究對象，根據目前北京地鐵的特點和問題，首先提出了適合北京地鐵的效率優(yōu)化可能策略。通過北京地鐵網絡單一優(yōu)化策略的仿真實驗，找到對北京地鐵網絡系統(tǒng)運輸效率影響較大的優(yōu)化策略，完成了北京地鐵網絡效率復合優(yōu)化策略的仿真實驗，并用DEA方法進行實驗結果的分析，找到北京地鐵網絡效率優(yōu)化規(guī)律。證明前述理論和

7、方法的可行性。
　　論文研究的主要創(chuàng)新點體現(xiàn)在:
　　(1)提出了“城市軌道交通網絡系統(tǒng)運輸效率”理論框架。給出了網絡運輸效率的定義和“三層次”效率理論，總結了網絡運輸效率的特性和內涵，系統(tǒng)分析了網絡運輸效率的影響因素。
　　(2)提出供需匹配關系是城市軌道交通網絡系統(tǒng)的能力、客流與效率之間的互動機理。基于供需匹配過程中的重要環(huán)節(jié)，研究了其中4個關鍵問題:客流預測不準確問題，客流數(shù)據采集問題，常乘客行為問題和能力瓶頸問