基于系統(tǒng)動力學的城市軌道交通運營系統(tǒng)研究

劉小玲 薛亮

摘要：城市軌道交通運營企業(yè)要追求盈虧平衡，并盈利，需要考慮內(nèi)部的各個影響因素。文章從城市軌道交通運營系統(tǒng)內(nèi)部眾多因素中提取運營指標體系，從成本和收入入手，構(gòu)建了城市軌道交通運營系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學模型。

關鍵詞：城市軌道交通;運營系統(tǒng);效益;系統(tǒng)動力學

1 ?城市軌道交通運營指標體系

1.1 城市軌道交通運營指標體系介紹

2019年12月31日，由我國交通部提出，國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會發(fā)布了關于我國城市軌道交通運營指標體系的第一個國家標準——《城市軌道交通運營指標體系》（GB/T 38374-2019）（簡稱“新國標”），該標準于2020年07月01日起實施。新國標中將城市軌道交通運營指標體系定義為7個大類、27個小類、131個指標，其中7個大類分別為：基礎指標、客流指標、運行指標、安全指標、服務指標、能耗指標和財務指標。隨著新國標的發(fā)布與實施，標志著我國城市軌道交通運營指標體系的規(guī)范化、標準化進入了全新時代。

1.2 城市軌道交通運營效益指標體系構(gòu)建

盡管城市軌道交通運營企業(yè)為公益性的城市公共交通企業(yè)，但是既然是企業(yè)，其必然要追求的即是在投入最小化的情況下，能夠獲得收益最大化，這就是運營的根本。如何選取科學的、合理的、可量化的、直觀的指標來反映出運營企業(yè)的效益情況，是構(gòu)建城市軌道交通運營效益指標體系的核心。本文從城市軌道交通運營企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)的角度出發(fā)，以沈陽地鐵為例，結(jié)合沈陽地鐵發(fā)展現(xiàn)狀及特征，構(gòu)建城市軌道交通運營效益指標體系如圖1所示。

2 ?城市軌道交通運營效益系統(tǒng)建模

基于系統(tǒng)內(nèi)部各指標因素間相互聯(lián)系、相互關聯(lián)、相互作用、相互影響的動態(tài)機制，利用系統(tǒng)動力學方法，研究城市軌道交通運營系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展規(guī)律，構(gòu)建了城市軌道交通運營效益系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學模型。

2.1 因果關系圖

由圖1可以看出，城市軌道交通運營效益系統(tǒng)主要存在以下反饋回路：

反饋回路1：網(wǎng)絡運營長度→網(wǎng)絡配屬車輛數(shù)→網(wǎng)絡每公里配車數(shù)→網(wǎng)絡牽引總能耗→運營總成本→城市軌道交通運營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡運營長度

反饋回路2：企業(yè)職工數(shù)→運營總成本→城市軌道交通運營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡運營長度→企業(yè)職工數(shù)

反饋回路3：網(wǎng)絡配屬車輛數(shù)→網(wǎng)絡牽引總能耗→運營總成本→城市軌道交通運營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡運營長度→網(wǎng)絡配屬車輛數(shù)

2.2 建立系統(tǒng)動力學存量流量圖

本文選取沈陽地鐵2013-2017年相關數(shù)據(jù)，對城市軌道交通運營系統(tǒng)效益進行實質(zhì)分析，根據(jù)指標體系圖1和因果關系圖2的分析，確定系統(tǒng)的水平變量、速率變量、輔助變量、常量等，建立沈陽城市軌道交通運營系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學模型的流圖，如圖3所示。

2.3 系統(tǒng)動力學方程

建立沈陽市城市軌道交通運營系統(tǒng)動力學模型，其主要的方程式如表1所示。

除上述方程式外，其余各變量的方程式或取值是在相關數(shù)據(jù)進行標準化后，由回歸分析得出。

2.4 模型檢驗

為了檢驗模型的真實有效性，將其運行仿真結(jié)果與真實數(shù)據(jù)做對比，如果誤差在可接受范圍內(nèi)，如5%、10%以內(nèi)，即可說明該模型通過有效性檢驗。

由于本文的主要目的是對城市軌道交通運營系統(tǒng)的相對效益進行研究，著重從成本和收入入手，因此在選擇驗證的關鍵變量時，選取了運營總成本和運營票務收入來進行誤差檢驗，如表2所示。

從表2可看出，運營總成本的最大誤差是-3.19%，運營票務收入的最大誤差是4.83%，均在可接受的5%范圍以內(nèi)，說明模型有效。

3 ?結(jié)論

城市軌道交通運營內(nèi)部系統(tǒng)是由多個指標變量組成的，其運營的目的除了能夠滿足城市居民日常出行需求、支撐城市公共交通的主干力量外，對于運營企業(yè)而言，還在乎是否能夠收支平衡或者盈利，因此，本文從成本與收入入手，以沈陽市為例，構(gòu)建了城市軌道交通運營系統(tǒng)動力學模型，這將會給運營企業(yè)在今后做運營效益分析時提供一個可參考的依據(jù)。同時，由于數(shù)據(jù)獲取等難度，本文研究尚有較多不足，今后將進一步深入研究。

參考文獻：

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[3]薛亮，劉小玲.城市軌道交通行車安全系統(tǒng)動力學模型研究[J].中外企業(yè)家，2020，01：194-195.

課題項目：遼寧省交通高等?？茖W校2019年科研項目（編號：lnccybky201911）。