CN113723667B - 轨道交通线网运营方案的优化方法、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道交通线网运营方案的优化方法、设备及可读存储介质，其中，方法包括：获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据，其中，轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路，历史运营数据为既有线路历史的运营数据；结合当前运营数据以及历史运营数据，得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据；根据评估数据，对轨道交通线网的运营方案进行优化。本发明在对轨道交通线网的运营方案进行优化的过程中，充分考虑了既有线路接入新线路后对客流的影响，使得对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性更高，从而能够提升轨道交通线网的运输能力和运输效率，进而能够提升乘客的出行体验。

Description

轨道交通线网运营方案的优化方法、设备及可读存储介质

【技术领域】

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通线网运营方案的优化方法、设备及可读存储介质。

【背景技术】

相关技术中，轨道交通线网并非是一成不变的，随着轨道交通的不断发展，轨道交通线网会接入新线路或者既有线路的延长线路。新线路或者既有线路的延长线路的加入，会对轨道交通线网的拓扑结构和客流情况等造成明显的影响，其中，尤以对客流情况的影响为甚。目前，在对轨道交通线网的运营方案进行优化的过程中，由于没有考虑到新线路或者既有线路的延长线路的加入对客流情况的影响，从而降低了对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性，进而导致轨道交通线网的运输能力和运输效率均较低，甚至还会严重降低乘客的出行体验。

因此，有必要对上述轨道交通线网的运营方案的优化方法进行改进。

【发明内容】

本发明提供了一种轨道交通线网运营方案的优化方法、设备及可读存储介质，旨在解决相关技术中对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种轨道交通线网运营方案的优化方法，包括：

获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据；其中，所述轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路，所述历史运营数据为所述既有线路历史的运营数据；

结合所述当前运营数据以及所述历史运营数据，得到所述既有线路接入所述新线路后对客流影响的评估数据；

根据所述评估数据，对所述轨道交通线网的运营方案进行优化。

本发明实施例第二方面提供了一种轨道交通线网运营方案的优化设备，包括：存储装置及一个或多个处理器，所述存储装置用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行时，使得一个或多个所述处理器执行如本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法。

本发明实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行指令，所述可执行指令被执行时执行如本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法。

从上述描述可知，与相关技术相比，本发明的有益效果在于：

先获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据，其中，轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路，历史运营数据为既有线路历史的运营数据；再结合当前运营数据以及历史运营数据，得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据；最后根据评估数据，对轨道交通线网的运营方案进行优化。由此可见，本发明在对轨道交通线网的运营方案进行优化的过程中，充分考虑了既有线路接入新线路后对客流的影响，使得对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性更高，从而能够提升轨道交通线网的运输能力和运输效率，进而能够提升乘客的出行体验。

【附图说明】

为了更清楚地说明相关技术或本发明实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的轨道交通线网运营方案的优化方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种列车行车交路方案；

图3为本发明实施例提供的第二种列车行车交路方案；

图4为本发明实施例提供的第三种列车行车交路方案；

图5为本发明实施例提供的11号线接入后1号线相应运营区间各小时的最大断面客流量的示意图；

图6为本发明实施例提供的11号线接入后2号线相应运营区间各小时的最大断面客流量的示意图；

图7为本发明实施例提供的11号线接入后3号线相应运营区间各小时的最大断面客流量的示意图；

图8为本发明实施例提供的11号线接入后5号线相应运营区间各小时的最大断面客流量的示意图；

图9为本发明实施例提供的11号线接入后11号线相应运营区间各小时的最大断面客流量的示意图；

图10为本发明实施例提供的11号线与既有线路的连接车站的日进站客流量的变化示意图；

图11为本发明实施例提供的11号线接入后受影响较大的线路的换乘站的日上车客流量及日上车客流量的变化率的示意图；

图12为本发明实施例提供的11号线接入后各线路以及轨道交通线网的客流强度示意图；

图13为本发明实施例提供的11号线接入后各线路以及轨道交通线网的换乘系数示意图；

图14为本发明实施例提供的轨道交通线网运营方案的优化设备的模块方框图；

图15为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例以及相应的附图，对本发明进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本发明的各个实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，也即基于本发明的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在相关技术中，对轨道交通线网的运营方案进行优化时，由于没有考虑到新线路或者既有线路的延长线路的加入对客流情况的影响，所以降低了对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性，从而导致轨道交通线网的运输能力和运输效率均较低，甚至还会严重降低乘客的出行体验的问题。为此，本发明实施例提供了一种轨道交通线网运营方案的优化方法。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的轨道交通线网运营方案的优化方法的流程示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种轨道交通线网运营方案的优化方法，该方法包括如下步骤101至103。

步骤101、获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据；其中，轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路，历史运营数据为既有线路历史的运营数据。

在本发明实施例中，需要先获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据。具体地，轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路；历史运营数据为既有线路历史的运营数据。可以理解，若轨道交通线网同时包括新线路以及既有线路，则说明既有线路已经接入了新线路；此时，当前运营数据便为新线路以及既有线路当前的运营数据，而与当前运营数据相应的历史运营数据实际上对应于既有线路未接入新线路之前的历史的运营数据，也即历史运营数据应当为既有线路的历史的运营数据；其中，若新线路也存在相应的历史的运营数据，则可以将新线路相应的历史的运营数据看为0。

步骤102、结合当前运营数据以及历史运营数据，得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据。

在本发明实施例中，获取到轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据后，需要对当前运营数据以及相应的历史运营数据进行对比，从而根据对比的结果，得出既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据。

在一个实施方式中，结合当前运营数据以及历史运营数据，得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据可以包括如下步骤a至b。

步骤a、结合当前运营数据以及历史运营数据，分别得到既有线路接入新线路后对线路的客流影响的第一评估数据、对线路的换乘站的客流影响的第二评估数据以及对轨道交通线网的客流影响的第三评估数据；

步骤b、结合第一评估数据、第二评估数据以及第三评估数据，得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据。

从步骤a至b中可以看出，该实施方式在评估既有线路接入新线路后对客流的影响的过程中，分为了三个评估层次，其一为线路层，其二为线路的换乘站层，其三为轨道交通线网层。该实施方式在得到对应于这三个评估层次的评估结果后，也即在得到第一评估数据、第二评估数据以及第三评估数据后，会对第一评估数据、第二评估数据以及第三评估数据进行综合，以得到既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据，从而进一步提升对轨道交通线网的运营方案进行优化时的合理性。可以理解，所得到的评估数据是整体的评估数据，不再对应于上述三个评估层次。

应当说明的是，前文所描述的“线路”实际上为“轨道交通线网的线路”，也即“线路”既可以为新线路，也可以为既有线路。基于此，“线路”的当前运营数据既可以为新线路的当前运营数据，也可以为既有线路的当前运营数据；“线路”的历史运营数据既可以为新线路的历史运营数据(为0)，也可以为既有线路的历史运营数据。本段所描述的与“线路”相关的内容在下文中也同样适用。

进一步地，可以将当前运营数据分为第一运营数据、第二运营数据以及第三运营数据；同时可以将历史运营数据分为与第一运营数据相应的第一历史运营数据、与第二运营数据相应的第二历史运营数据以及与第三运营数据相应的第三历史运营数据；其中，第一运营数据以及第一历史运营数据可以用于相互结合，以得到既有线路接入新线路后对线路的客流影响的第一评估数据；第二运营数据以及第二历史运营数据可以用于相互结合，以得到既有线路接入新线路后对线路的换乘站的客流影响的第二评估数据；第三运营数据以及第三历史运营数据可以用于相互结合，以得到既有线路接入新线路后对轨道交通线网的客流影响的第三评估数据。

下面分别对第一运营数据、第二运营数据以及第三运营数据进行举例说明。

第一运营数据可以包括如下五种：

第一种为线路单位时段内的进出站客流量，其受线路的车站的功能定位以及车站附近的土地利用现状的影响。在实际应用中，若清楚线路的各车站的进出站客流量，则就会清楚线路的进出站客流量；若清楚轨道交通线网中各线路的进出站客流量，则就会清楚轨道交通线网的进出站客流量。线路单位时段内的进出站客流量可以由如下第一公式组表示：

其中，i为线路的起点站；j为线路的终点站；

为在时段t内，以i为起点站，j为终点站的线路的交通出行量(即OD量)；/>

为在时段t内，线路的起点站i的进站客流量；/>

为在时段t内，线路的终点站j的出站客流量。

第二种为线路单位时段内的断面客流量，其用于表征线路中某一方向、某一时段内通过某一断面的客流量的总和。线路单位时段内的断面客流量可以分为多种，比如线路中高峰小时下的最大断面客流量和全日平均断面客流量等，其中，线路中高峰小时下的最大断面客流量对于确定轨道交通线网的运营方案具有重要作用，特别是在新线路接入既有线路的条件下，需要重点关注此类运营数据。

第三种为线路单位时段内的客运量，其表征单位时段内(比如24小时内)线路所运输的乘客的总量，其可以由单位时段内线路的各车站的进站量以及从其他线路换乘过来的换乘量计算得到。线路单位时段内的客运量反映了新线路接入后轨道交通线网的总体客流量的变化情况，其是运营管理部门进行经济性评价和列车车票收入统计的重要参数。在实际应用中，若清楚单位时段内轨道交通线网的各线路的客运量，则就会清楚单位时段内轨道交通线网的客运量。

第四种为线路的客流不均衡系数，其是一种表征线路的客运效率的参量，其主要用于体现线路所承担的客流的均衡状况，以及评估线路的客运效率。在实际应用中，为了更全面地体现线路的客流不均衡系数的变化过程，可以将线路的客流不均衡系数划分为第一客流不均衡系数、第二客流不均衡系数以及第三客流不均衡系数；其中，第一客流不均衡系数可以为基于线路的不同时段的客流不均衡系数；第二客流不均衡系数可以为线路中基于断面的客流不均衡系数；第三客流不均衡系数可以为线路中基于上行、下行的客流量的第三客流不均衡系数。线路的客流不均衡系数可以由如下第二公式组表示：

其中，JH₁为线路的第一客流不均衡系数；JH₂为线路的第二客流不均衡系数；JH₃为线路的第三客流不均衡系数；

为线路中单方向上的最大断面客流量；/>

为线路中单方向上的断面客流量于不同时段下的值；T_jh为线路的全日的运营小时数；N_jh为线路的运营区间数；/>

为线路中上行方向的最大断面客流量；/>

为线路中下行方向的最大断面客流量。

第五种为线路的列车满载率，其表征线路中列车运行时列车内部的拥挤情况、列车内部的座位的利用情况，以及列车的运输能力和运输量的匹配情况。线路的列车满载率可以由线路的列车的实际载客量以及额定载客量计算得到。在实际应用中，可以将线路的列车满载率分为第一列车满载率以及第二列车满载率；其中，第一列车满载率为线路中高峰小时下基于最大断面客流量的列车的满载率；第二列车满载率为线路中列车平均的满载率。线路的列车满载率可以由如下第三公式组表示：

其中，χ_DM为线路的第一列车满载率；χ_line为线路的第二列车满载率；

为线路中高峰小时下通过最大断面的客流量；/>

为线路中高峰小时下第i列列车通过最大断面的客位数；/>

为线路中第i列列车的客位数；q_ij为线路中第i列列车通过第j个断面的客流量；r为线路中高峰小时下通过最大断面的列车数；e为线路中列车的数量；z为线路中断面的数量。

第二运营数据可以包括如下三种：

第一种为线路的换乘站的上车客流量，其受新线路的接入可能会发生较大变化，其可以由线路的换乘站的进站客流和换乘客流计算得到。当有新线路接入既有线路时，准确地计算线路的换乘站的上车客流量，可以更好地了解线路的换乘站在轨道交通线网中的地位变化，以及掌握新线路对线路的换乘站的客流的影响情况，这对于轨道交通线网的运营方案的优化具有重要的参考作用。

第二种为线路的换乘站的承载能力发挥水平，其是一种表征线路的换乘站内相关设施的利用程度的参量，其可以由线路的换乘站的进站量或换乘量，以及线路的换乘站内相关设施的设计通行能力计算得到。线路的换乘站的承载能力发挥水平可以由如下第一公式表示：

β_fh＝q_trf/min{Q₁,…,Q_w}，

其中，β_fh为线路的换乘站的承载能力发挥水平；q_trf为线路的换乘站的换乘乘客流量；Q_w为线路的换乘站内相关设施的设计通行能力，w为大于1的正整数。

第三种为线路的换乘站的候车区拥挤程度，其表征线路的换乘站的候车区内乘客的拥挤情况，在一定程度上可以反映出线路的换乘站的候车区内乘客的舒适情况。线路的换乘站的候车区拥挤程度可以由线路的换乘站的候车区内乘客所占有的面积以及所设定的乘客的舒适性面积计算得到；其中，若乘客所占有的面积大于或等于所设定的舒适性面积，则表明乘客此时在候车区中是非拥挤的，也即是舒适的。线路的换乘站的候车区拥挤程度可以由如下第二公式表示：

ε_YJ＝S_ck/S_ss，

其中，ε_YJ为线路的换乘站的候车区拥挤程度；S_ck为线路的换乘站的候车区内单个乘客所占有的面积；S_ss为线路的换乘站的候车区内单个乘客的舒适性面积。

应当说明的是，前文所描述的线路的换乘站可以为新线路接入后受影响较大的线路的换乘站。在实际应用中，可以通过建立线路的换乘站间的拓扑距离，来确定新线路接入后受影响较大的线路的换乘站。现以新线路与既有线路只存在一个交叉衔接的换乘站为例，可以将新线路上的换乘站设为第0换乘站，也即主换乘站；在既有线路中，若有换乘站与第0换乘站处在同一条线路上，则可以将这些换乘站设为第1换乘站，并设第1换乘站的拓扑距离为1；在既有线路中，若有换乘站与第1换乘站通过线路直接相连，则可以将这些换乘站设为第2换乘站，并设第2换乘站的拓扑距离设为2；同理，可以初步设置后续的换乘站以及相应的拓扑距离。由于建立线路的换乘站间的拓扑距离在本领域内属于较为成熟的技术，所以本发明实施例在此不再赘述。

较为重要的是，在结合线路的换乘站间的拓扑距离的基础上，对于一些比较关键的换乘站，也需要再结合相关线路以及这些比较关键的换乘站在轨道交通线网中的定位予以综合考虑。

第三运营数据可以包括如下四种：

第一种为线路的客流强度，其既可以表征新线路接入后，线路的运营效率的大小，也可以表征新线路接入后，线路的经济性的强弱。线路的客流强度可以由线路的客运量以及长度计算得到。线路的客流强度可以由如下第三公式表示：

QD＝q_line/L_zo_ng，

其中，QD为线路的客流强度；q_line为线路的客运量；L_zong为线路的长度。

第二种为轨道交通线网的平均运距，其表征轨道交通线网中乘客出行的平均乘车距离，其可以体现轨道交通线网中乘客出行的距离的分布，也可以体现轨道交通线网的连通性。若轨道交通线网的平均运距比较大，则说明在出行时乘客的运输成本就比较低。随着新线路的接入，轨道交通线网的平均运距会有所增加，但是线路的平均运距却有所减少，新线路与既有线路之间的换乘是导致这种情况的主要原因。轨道交通线网的平均运距可以由如下第四公式表示：

其中，

为轨道交通线网的平均运距；q_i为轨道交通线网中第i个断面的客流量；l_i为轨道交通线网中第i个断面的空间距离；z为轨道交通线网中断面的数量。

第三种为轨道交通线网的换乘系数，其可以体现轨道交通线网中乘客的换乘情况，且轨道交通线网的换乘系数越大，轨道交通线网中乘客的换乘量越大，轨道交通线网的连通性越高。轨道交通线网的换乘系数可以由轨道交通线网中乘客的数量以及换乘乘客的数量计算得到。轨道交通线网的换乘系数可以由如下第五公式表示：

其中，ρ_hc为轨道交通线网的换乘系数；J_i为轨道交通线网中第i个车站的进站量；

为轨道交通线网中第i个车站换乘的客流量，且当第i个车站不是换乘站时，/>

取0；m为轨道交通线网中车站的数量。

第四种为轨道交通线网的负荷强度，其可以由轨道交通线网的周转量以及乘客容量计算得到。通过计算轨道交通线网的负荷强度，可以掌握轨道交通线网的使用效率。轨道交通线网的负荷强度可以由如下第六公式表示：

其中，φ_fh为轨道交通线网的负荷强度；Q_zz为轨道交通线网的周转量；Q_rl为轨道交通线网的乘客容量；

为轨道交通线网中第k个断面的实际客流量；/>

为轨道交通线网中第k个断面所承载的客流量的最大值；l_k为轨道交通线网中第k个断面的空间距离；n为轨道交通线网中断面的数量。

应当理解的是，上述各实施方式仅作为本发明实施例的优选实现，并非是本发明实施例对于当前运营数据的划分，以及第一运营数据、第二运营数据和第三运营数据所包括的运营数据种类，以及既有线路接入新线路后对客流影响的评估所划分的评估层次等的唯一限定，这些均可以根据实际应用场景进行灵活设定。

步骤103、根据评估数据，对轨道交通线网的运营方案进行优化。

在本发明实施例中，获得既有线路接入新线路后对客流影响的评估数据后，需要根据所获得的评估数据，对轨道交通线网的运营方案进行优化，以提升轨道交通线网的运输能力和运输效率，以及乘客的出行体验。

在一个实施方式中，对轨道交通线网的运营方案进行优化时，可以对轨道交通线网中列车的编组进行优化。比如，在高峰时间和平峰时间分别采用不同的列车编组方案，也即在平峰时间适当降低列车的编组数量，在高峰时间将各小型列车进行合并以恢复为常规的运行方式，其中，小型列车指的是编组数量较少的列车，或者是说，编组数量小于常规列车的编组数量的列车。在轨道交通线网的相关设施满足的条件下，适当的采用小型列车可以有效地节约轨道交通线网的运营成本，优化列车满载率，增强列车在平峰时间的利用率。

在另一个实施方式中，对轨道交通线网的运营方案进行优化时，可以为对轨道交通线网中列车行车的交路进行优化。比如，如图2所示，为本发明实施例提供的第一种列车行车交路方案，当新线路为既有线路的延长线路时，优化后的列车行车交路方案可以由基本的长短交路嵌套组成，此种列车行车交路方案较为简单，能够满足早晚高峰通勤的乘客的出行需求，但是，列车在折返时需要清空车上的乘客，不仅会对乘客的服务水平造成一定的影响，还会降低列车的满载率；再比如，如图3所示，为本发明实施例提供的第二种列车行车交路方案，当新线路为既有线路的延长线路，且新线路和既有线路所构成的线路的两端的客流的关联度以及交换量均较少时，可以在开行全线长交路的基础上，利用多个短交路形成新的交路，此种列车行车交路方案能够满足超长线路各区段客流分布不均衡的情况，但是，对于不同区段之间的客流由于需要换乘，所以会造成对乘客的服务水平的降低；又比如，如图3所示，为本发明实施例提供的第三种列车行车交路方案，当新线路为既有线路的延长线路，且新线路和既有线路所构成的线路较长时，可以在相关车站满足折返的条件下，结合线路的各区段的客流情况以及客流差异，合理地调整列车的编组，以此来缩短交路的长度，以满足不同区段的客流情况。

应当理解的是，上述各实施方式仅作为本发明实施例的优选实现，并非是本发明实施例对于轨道交通线网的运营方案、列车编组方案以及列车行车交路方案等的唯一限定，这些均可以根据实际应用场景进行灵活设定。

为了更清楚地理解本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法，现以深圳地铁11号线(以下简称为11号线)接入深圳地铁既有线路(1、2、3、5号线)为实例，对本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法进行详细阐述。

选取2016年7月某工作日深圳地铁真实AFC刷卡数据为原始数据，获取11号线接入后线路单位小时的最大断面客流量，如下表一所示：

其中，11号线接入后1号线相应运营区间各小时的最大断面客流量可以参见图5；11号线接入后2号线相应运营区间各小时的最大断面客流量可以参见图6；11号线接入后3号线相应运营区间各小时的最大断面客流量可以参见图7；11号线接入后5号线相应运营区间各小时的最大断面客流量可以参见图8；11号线接入后11号线相应运营区间各小时的最大断面客流量可以参见图9。

结合表一以及图5至图9，可以看出11号线接入后各线路的客流都具有明显的潮汐现象，也即往市区方向的最大断面客流出现在早高峰，往郊区方向的最大断面客流出现在晚高峰。除3号线外，其他线路的早、晚高峰客流瓶颈都集中在两个相同车站间的区间，例如1号线在早、晚高峰的时候，最大断面客流量所处的区间都分布在桃园站与深大站之间，这也说明了客流在早、晚高峰的时候在往桃园站和深大站的方向逐渐增加，轨道交通线网的运营管理部门需要重点关注桃园站、深大站及其相邻区间的运输能力和运输量的问题。

此外，各线路的最大断面客流量具有明显的“双峰”特性，也即早、晚高峰相对于平峰，其最大断面客流量会更大，这说明乘客的日常通勤使得各线路早、晚高峰的断面客流量大于平峰的断面客流量。需要注意的是，1、2、3和5号线的早高峰相对于晚高峰来说，其最大断面客流量明显更大，而11号线的早、晚高峰的最大断面客流量则相差不大，造成这种情况的主要原因是11号线刚接入既有线路，11号线的客流会有一定时期的培养过程，随着11号线的运营时间的增加，11号线的客流会逐步变化并达到一定的稳定状态，轨道交通线网的运营管理部门需要结合11号线的客流的最新变化，及时地调整与优化轨道交通线网的运营方案。

现以线路单位时段内的进出站客流量、线路单位时段内的客运量以及线路的列车满载率作为前文所述的第一运营数据，分析接入11号线后对线路的客流的影响。

对于线路单位时段内的进出站客流量：

11号线接入后产生了许多新的车站，这些车站扩大了客流的吸引范围，从而会产生新的客流。11号线与既有线路交叉衔接后，部分车站会由中间站转变为换乘站，使得11号线与既有线路的连接车站(即由中间站转变的换乘站)的进站客流发生明显的变化。11号线接入后，其与既有线路的连接车站主要包括福田站、后海站、车公庙站以及前海湾站。以日进站客流为例，各连接车站的日进站客流变化情况可以参见图10。

从图10可以看出，11号线接入后，福田站的日进站客流增加6877人次，增幅达43.07％；后海站增幅为70.69％；车公庙站增幅为22.16％；前海湾站增幅最大，达到190.50％；这说明11号线的接入增强了线路之间的连通性，也即由于换乘站的增加，乘客的可选路径以及可到达的目的地也随之增加，进一步刺激了各连接车站附近居民的出行需求，从而产生了更多的客流。各连接车站进出站量的明显变化可能会改变线路中最大断面客流量所位于的运营区间，为了合理的地制定与优化轨道交通线网的运营方案，运营管理部门应该重点关注11号线接入后各连接站点附近的运营区间的断面客流的变化情况。

对于线路单位时段内的客运量：

11号线接入既有线路后，各线路单位时段内的客运量的增加较为明显。以日客运量为例，11号线接入后，1号线的客运量增幅加5.69％；2号线的客运量增幅6.56％；5号线的客运量增幅9.37％；3号线的客运量增幅最多，达到14.89％；11号线的日客运量达到20.61万人次；轨道交通线网的日客运量达到324.75万人次，增幅了16.19％；具体如下表二所示：

11号线接入后，各线路的客流增长的主要原因是，随着11号线的接入，轨道交通线网将串联起福田、前海、宝安中心等多个关键产业集聚区域，增强了轨道交通线网的连通性，刺激了11号线相关站点以及既有线路相关站点附近居民的出行需求。随着11号线运营时间的增加，11号线相应车站附近将形成新的人口及岗位聚集圈，原有的土地利用性质和交通平衡状态将会被打破，这将进一步增加11号线自身的客流，进而使得轨道交通线网的客运总量增加。

对于线路的列车满载率：

11号线接入后，基于各线路工作日早、晚高峰的最大断面客流量获取早、晚高峰列车满载率的最大值，具体如下表三所示：

结合表三，从运输能力和运输量的角度分析，11号线接入后，各线路上、下行列车的最大满载率都有所下降，这说明11号线接入后，各线路列车运行时车内的拥挤程度有所下降，轨道交通线网的服务水平有一定的提升。需要注意的是，虽然11号线接入后，各线路列车的最大满载率有所下降，但是1号线和3号线的列车的最大满载率依然较大，而且最高达到了78.8％，这说明1号线和3号线在工作日车内的拥挤程度依然较高，运输能力与运输量不匹配依旧是1号线和3号线的主要矛盾。

综合上述接入11号线后对线路的客流影响的分析，对于既有线路，11号线的接入带来了一部分的新增客流，而且进一步增大了客流的吸引范围，刺激了居民的出行需求，对既有线路的客运量的增加产生了一定的促进作用。除此之外，11号线接入后，虽然对既有线路的利用率和运输能力的富余程度有了一定的提升，但是既有线路的客流瓶颈暂时未发生变化，特别是1号线和3号线工作日高峰小时下运输能力与运输量的不匹配依旧是其主要矛盾。

再以线路的换乘站的上车客流量作为前文所述的第二运营数据，分析11号线接入后对线路的换乘站的客流的影响。

在分析11号线接入后对线路的换乘站的客流的影响之前，需要确定受影响较大的线路的换乘站，此处，设定11号线接入后受影响较大的线路的换乘站间的拓扑距离为3拓，如下表四所示：

以日上车客流量为例，11号线接入后受影响较大的线路的换乘站的日上车客流量及变化率可以参见图11。从图11中可以看出，11号线接入后，各第u换乘站的上车客流量都发生了明显的变化；其中，第1换乘站中的少年宫站的上车客流量变化最大，变化幅度达到了29.20％；第2换乘站中的大剧院站的上车客流量的变化幅度最大，达到了11.46％，并且第2换乘站的上车客流量的变化幅度整体上小于第1换乘站；第3换乘站中的黄贝岭站的上车客流量的变化幅度最大，达到了6.80％，并且第3换乘站的上车客流量的变化幅度整体上小于第2换乘站。

综合上述接入11号线后对线路的换乘站的客流影响的分析，对于第1、2和3换乘站，其上车客流量的变化率整体上处于下降趋势，而且，11号线的接入对于与其相关联的第u换乘站的上车客流量的影响程度将随着拓扑距离的扩大而降低。

再以线路的客流强度以及轨道交通线网的换乘系数作为前文所述的第三运营数据，分析11号线接入后对轨道交通线网的客流的影响。

对于线路的客流强度：

11号线接入后各线路以及轨道交通线网的客流强度可以参见图12。从图12可以看出，11号线接入后，各线路的客流强度都有所增加，这说明随着11号线的接入，各线路的利用率都得到了一定的提升。除此之外，11号线接入后，3号线的客流强度的变化率最大，提高了14.38％，达到了1.83万人次/公里·日，这说明3号线的客流强度受11号线接入的影响较大；11号线接入后，轨道交通线网的客流强度的下降较为明显，主要原因是11号线的客流量较少，11号线的客流量还处在培养阶段，从而会降低轨道交通线网的客流强度；虽然1号线的客流强度已经较大，但是在11号线接入后，1号线的客流强度依旧增加了5.58％，这说明11号线的接入促使1号线的利用率进一步提高。

对于轨道交通线网的换乘系数：

11号线接入后，各线路以及轨道交通线网的换乘系数可以参见图13。从图13可以看出，11号线接入后，轨道交通线网的换乘系数提升了2.86％，这说明11号线的接入后使得轨道交通线网中的换乘客流量变大，乘客在出行的过程中可以通过换乘到达更多的目的地，也即轨道交通线网的连通性得到了进一步的增强。而且，由11号线的地理位置布局可知，其与1、2、3和5号线都存在交叉衔接，后海站和车公庙站由中间站转变为了换乘站，因此，11号线的接入将增强乘客的可选路径，进而提升各线路的换乘系数。

通过前文所述的11号线接入后对客流影响的分析，下面结合一些实际数据，对轨道交通线网中列车的编组方案进行分析。

11号线接入后，其单位时段内单方向的最大断面客流量如下表五所示：

结合11号线的实际情况可知，其所使用的列车一共设计有8节车厢，其中有2节是商务车厢，剩下的为普通车厢。为了便于分析，此处只分析普通车厢的运输能力和运输量。同时设定早高峰时间为8点至9点，晚高峰时间为18点至19点，并且为了使平峰时期的服务水平不能过低，列车的发车间隔时长最多设置为15min，则列车的满载率如下表六所示：

从表六可以看出，11号线接入初期，其客流量还在培养阶段，高峰与平峰时段客流的不均衡性的差距较大，列车的空载率较高，造成了运输能力的浪费。

再结合铁11号线的实际客流情况，对列车编组进行短列调整，在07：00－10：00以及17：00－20：00依旧采用6节车厢(2节商务车厢已被剔除)的编组，其他时间段采用4节车厢的编组，如下表七所示：

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从表七可以看出，针对11号线接入后客流量分布不均衡以及列车运输能力浪费的问题，在轨道交通线网的相关设施满足的条件下，适当的采用短列的列车编组方案可以有效地节约轨道交通线网的运营成本，优化列车满载率，并增强列车在平峰时期的利用率。

请进一步参阅图14，图14为本发明实施例提供的轨道交通线网运营方案的优化设备的模块方框图。

如图14所示，本发明实施例还提供一种轨道交通线网运营方案的优化设备200，包括存储装置210及一个或多个处理器220，其中，存储装置210用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器220执行时，使得一个或多个处理器220执行如本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法。

在一个实施方式中，轨道交通线网运营方案的优化设备200还可以包括总线230，用于存储装置210与一个或多个处理器220间的通信连接。

请进一步参阅图15，图15为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。

如图15所示，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质300，该计算机可读存储介质300上存储有可执行指令310，该可执行指令310被执行时执行如本发明实施例所提供的上述轨道交通线网运营方案的优化方法。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD－ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk)等。

需要说明的是，本发明内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于产品类实施例而言，由于其与方法类实施例相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法类实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，在本发明内容中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或是还包括为这种过程、方法、物品或设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明内容中所定义的一般原理可以在不脱离本发明内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明内容将不会被限制于本发明内容所示的这些实施例，而是要符合与本发明内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种轨道交通线网运营方案的优化方法，其特征在于，包括：

获取轨道交通线网的当前运营数据以及相应的历史运营数据；其中，所述轨道交通线网的线路包括新线路以及既有线路，所述历史运营数据为所述既有线路历史的运营数据；

结合所述当前运营数据及所述历史运营数据，分别得到所述既有线路接入所述新线路后对所述线路的客流影响的第一评估数据、对所述线路的换乘站的客流影响的第二评估数据及对所述轨道交通线网的客流影响的第三评估数据；

结合所述第一评估数据、所述第二评估数据及所述第三评估数据，得到所述既有线路接入所述新线路后对客流影响的评估数据；

根据所述评估数据，对所述轨道交通线网的运营方案进行优化；其中，所述运营方案包括列车的编组或列车行车的交路；

其中，所述当前运营数据包括所述线路单位时段内的进出站客流量，所述线路单位时段内的进出站客流量由如下第一公式组表示：

i为所述线路的起点站；j为所述线路的终点站；

为在时段t内，以i为起点站，j为终点站的所述线路的交通出行量；/>

为在时段t内，所述线路的起点站i的进站客流量；/>

为在时段t内，所述线路的终点站j的出站客流量；

其中，所述当前运营数据还包括所述线路单位时段内的断面客流量、所述线路单位时段内的客运量以及所述线路的客流不均衡系数，所述线路的客流不均衡系数为一种表征所述线路的客运效率的参量，且所述客流不均衡系数包括第一客流不均衡系数、第二客流不均衡系数以及第三客流不均衡系数；所述线路的客流不均衡系数由如下第二公式组表示：

JH₁为所述线路的所述第一客流不均衡系数；JH₂为所述线路的所述第二客流不均衡系数；JH₃为所述线路的所述第三客流不均衡系数；

为所述线路中单方向上的最大断面客流量；/>

为所述线路中单方向上的断面客流量于不同时段下的值；T_jh为所述线路的全日的运营小时数；N_jh为所述线路的运营区间数；/>

为所述线路中上行方向的最大断面客流量；/>

为所述线路中下行方向的最大断面客流量；

其中，所述当前运营数据还包括所述线路的列车满载率，所述列车满载率包括第一列车满载率以及第二列车满载率；所述线路的列车满载率由如下第三公式组表示：

χ_DM为所述线路的所述第一列车满载率；χ_line为所述线路的所述第二列车满载率；

为所述线路中高峰小时下通过最大断面的客流量；/>

为所述线路中高峰小时下第i列列车通过最大断面的客位数；/>

为所述线路中第i列列车的客位数；q_ij为所述线路中第i列列车通过第j个断面的客流量；r为所述线路中高峰小时下通过最大断面的列车数；e为所述线路中列车的数量；z为所述线路中断面的数量；

其中，所述当前运营数据还包括所述线路的换乘站的上车客流量以及所述线路的换乘站的承载能力发挥水平，所述线路的换乘站的承载能力发挥水平为一种表征所述线路的换乘站内相关设施的利用程度的参量；所述线路的换乘站的承载能力发挥水平由如下第一公式表示：

β_fh＝q_trf/min{Q₁,…,Q_w}，

β_fh为所述线路的换乘站的承载能力发挥水平；q_trf为所述线路的换乘站的换乘乘客流量；Q_w为所述线路的换乘站内相关设施的设计通行能力，w为大于1的正整数；

其中，所述当前运营数据还包括所述线路的换乘站的候车区拥挤程度，所述线路的换乘站的候车区拥挤程度由如下第二公式表示：

ε_YJ＝S_ck/S_ss，

ε_YJ为所述线路的换乘站的候车区拥挤程度；S_ck为所述线路的换乘站的候车区内单个乘客所占有的面积；S_ss为所述线路的换乘站的候车区内单个乘客的舒适性面积；

其中，所述当前运营数据还包括所述线路的客流强度，所述线路的客流强度由如下第三公式表示：

QD＝q_line/L_zong，

QD为所述线路的客流强度；q_line为所述线路的客运量；L_zong为所述线路的长度；

其中，所述当前运营数据还包括所述轨道交通线网的平均运距，所述平均运距表示所述轨道交通线网中乘客出行的平均乘车距离；所述平均运距由如下第四公式表示：

为所述平均运距；q_i为所述轨道交通线网中第i个断面的客流量；l_i为所述轨道交通线网中第i个断面的空间距离；z为所述轨道交通线网中断面的数量；

其中，所述当前运营数据还包括所述轨道交通线网的换乘系数，所述轨道交通线网的换乘系数由如下第五公式表示：

ρ_hc为所述轨道交通线网的换乘系数；J_i为所述轨道交通线网中第i个车站的进站量；

为所述轨道交通线网中第i个车站换乘的客流量，且当第i个车站不是换乘站时，/>

取0；m为所述轨道交通线网中车站的数量；

其中，所述当前运营数据还包括所述轨道交通线网的负荷强度，所述轨道交通线网的负荷强度由如下第六公式表示：

φ_fh为所述轨道交通线网的负荷强度；Q_zz为所述轨道交通线网的周转量；Q_rl为所述轨道交通线网的乘客容量；

为所述轨道交通线网中第k个断面的实际客流量；/>

为所述轨道交通线网中第k个断面所承载的客流量的最大值；l_k为所述轨道交通线网中第k个断面的空间距离；n为所述轨道交通线网中断面的数量。

2.一种轨道交通线网运营方案的优化设备，其特征在于，包括：存储装置及一个或多个处理器，所述存储装置用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行时，使得一个或多个所述处理器执行如权利要求1所述的方法。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有可执行指令，所述可执行指令被执行时执行如权利要求1所述的方法。

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