基于效用理論的城市軌道交通運營管理優(yōu)化策略分析

王宇

摘 要：在本文中，我們基于交通形成的機理分析了交通需求的產(chǎn)生和城市居民的出行決策，交通運輸能力是滿足交通需求的充分條件。隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市居民出行需求正在逐漸增加。近年來，我國的城市軌道交通系統(tǒng)由于發(fā)展迅速，交通擁堵和城市鐵路問題得到了有效緩解。交通運輸系統(tǒng)的迅速發(fā)展在城市交通的正常運行中起著非常重要的作用。不僅可以有效地促進(jìn)城市交通系統(tǒng)的快速發(fā)展城市經(jīng)濟的發(fā)展也為城市居民的出行帶來了巨大的好處。我們認(rèn)為，出行決定是基于出行者的有用性最大化的原則。因此基于效用理論的交通共享模型，本文討論了城市軌道交通與傳統(tǒng)公共交通之間競爭的博弈機制。同時將客流分為高峰時段，正常時段和低潮時段三種類型，并研究了交通客流的特征。結(jié)果表明：充分利用城市軌道交通資源，可達(dá)到高峰客流，解決高峰時段和非高峰時段的乘客流差異，資金閑置。根據(jù)最大化理論，在城市軌道交通的高峰時段，采用了靈活的票價管理和適當(dāng)調(diào)整發(fā)車時間間隔的策略，從而使綜合優(yōu)化策略中的每日乘客人數(shù)大幅增加。

關(guān)鍵詞：效用理論 城市軌道交通 運營管理 客流

Analysis of Optimization Strategy for Urban Rail Transit Operation Management Based on Utility Theory

Wang Yu

Abstract：This article analyzes the generation of traffic demand and the travel decision of urban residents based on the mechanism of traffic formation. Transportation capacity is a sufficient condition to meet traffic demand. With the rapid development of urban economy， the travel demand of urban residents is gradually increasing. In recent years， due to the rapid development of China's urban rail transit system， traffic congestion and urban railway problems have been effectively alleviated. The rapid development of the transportation system plays a very important role in the normal operation of urban traffic， which not only can effectively promote the rapid development of the urban transportation system， the development of the urban economy， but also bring huge benefits to the travel of urban residents. The article believes that travel decisions are based on the principle of maximizing the usefulness of travelers. Therefore， based on the traffic sharing model of utility theory， this article discusses the game mechanism of competition between urban rail transit and traditional public transportation. At the same time， the passenger flow is divided into three types： peak period， normal period and low tide period， and the characteristics of traffic passenger flow are studied. The results show that full use of urban rail transit resources can achieve peak passenger flow， resolve the difference in passenger flow between peak and non-peak hours， and idle funds. According to the maximization theory， during the peak hours of urban rail transit， flexible fare management and the strategy of appropriately adjusting the departure time interval are adopted， which greatly increases the number of daily passengers in the comprehensive optimization strategy.

Key words：utility theory， urban rail transit， operation management， passenger flow

1 引言

城市經(jīng)濟日新月異，對城市出行的需求在增加，城市交通壓力也在迅速增加。自1970年以來，城市軌道交通系統(tǒng)在世界所有國家中迅速發(fā)展，在城市交通系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，促進(jìn)了城市經(jīng)濟的發(fā)展，并為居民提供了出眾的出行選擇。截至2020年底，中國共有45個城市開通城市軌道交通運營，里程約7978.19公里，中國城市軌道交通的發(fā)展正進(jìn)入快速發(fā)展時期。然而，當(dāng)前的城市軌道交通與其他運輸方式不兼容，在乘客流量不密集的地區(qū)，軌道交通線路的經(jīng)濟效益低下，建成后線路的變化和調(diào)度的靈活性也很低。由于更新機車車輛的困難和對城市軌道交通建設(shè)的巨額投資，大多數(shù)城市軌道交通公司遭受了經(jīng)營虧損。為此，國內(nèi)外學(xué)者采用多種形式，包括政策指導(dǎo)，增加或減少車輛，優(yōu)化車輛出行時間，吸引客流，增加公司利潤。我國一直在研究運作策略和利潤損益。但是，實際上很難使用，并且操作效果不佳。在對居民交通需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前城市客流的特點，對城市軌道交通的運營策略進(jìn)行了研究。

2 運營管理需求分析

2.1 乘客需求

這是運營管理的重要目的，也是構(gòu)建評估系統(tǒng)時要考慮的重要目的。對于乘客，運營管理要求體現(xiàn)在三個要點上。首先是軌道交通的可到達(dá)性，這需要強大的線路網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施作為支持，車站的分布和運營時間表可以證明這一點。這是乘客選擇軌道交通的先決條件。第二個是便利性，及時到達(dá)和乘客的客觀要求有很大關(guān)系。第三是舒適性，并且由于其可到達(dá)性，乘客滿意度與駕駛舒適性密切相關(guān)。第四是安全系數(shù)，這是軌道交通中最重要的因素，但在實際情況下，當(dāng)前的軌道交通具有較高的安全系數(shù)。

2.2 業(yè)務(wù)需求

安全是公司必須考慮的首要問題，并且是運營管理中的基本環(huán)節(jié)。城市軌道交通運營的效率和速度對于運營公司來說也是非常重要的因素，另一個是運營的經(jīng)濟問題。通過優(yōu)化和整合這些因素，可以在滿足乘客需求的同時提高服務(wù)質(zhì)量。為了實現(xiàn)這些關(guān)鍵因素，公司在評估業(yè)務(wù)時通常會考慮三點：第一，收益率，主要包括運營業(yè)務(wù)的失敗率和延誤率以及公司使用這些因素的運輸服務(wù)質(zhì)量。第二，公司經(jīng)營服務(wù)的主要目的。經(jīng)濟是公司評估控制水平的主要因素。第三是線路設(shè)施的故障維護(hù)。

2.3 政府需求

與乘客和企業(yè)相比，政府起著主要的監(jiān)督作用，并根據(jù)社會方面來評估城市軌道交通運營，尤其是在空氣污染和交通擁堵等方面，經(jīng)濟方面以及運輸運營方面。財政負(fù)擔(dān)和能源過度消費的問題。這是因為政府負(fù)責(zé)監(jiān)督軌道交通的運營，并且需要從更全面的角度考慮運營管理問題。例如，運營延誤可能會對整個城市交通狀況產(chǎn)生負(fù)面影響。發(fā)生城市軌道交通事故時，會影響社會的穩(wěn)定。因此，政府需要從民生和經(jīng)濟角度對線路運營進(jìn)行監(jiān)督，以確保軌道交通的安全，滿足環(huán)保和經(jīng)濟角度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 城市交通客流的形成

城鎮(zhèn)居民的日常出行需求是影響城市交通中客流量的主要因素，城鎮(zhèn)居民從起點到目的地使用的交通方式包括做出出行決策的過程。因此，可以看出，城市交通客流的形成涉及兩個主要方面：城市居民出行需求和出行決策。

居民出行需求是滿足其工作和生活需求的旅行工具。其支付能力是指使用特定車輛后的的費用，而支付能力不僅指管理車輛的成本，還指花費在使用車輛上的時間。當(dāng)滿足交通需求時，就會產(chǎn)生交通客流，并且乘客的選擇取決于消費水平和乘客的償付能力?，F(xiàn)代城市交通系統(tǒng)圍繞城市軌道交通發(fā)展。這是通過顯著增加城市軌道交通的乘客選擇來提高城市軌道交通的經(jīng)濟效益的有效途徑。

3.1 交通和出行決策

根據(jù)許多城市軌道交通系統(tǒng)的決策理論，選擇出行方式時城市居民的思維過程與效用理論非常吻合，可以使居民在決策過程中做出決策。因此，將效用價值作為決策標(biāo)準(zhǔn)是非?？茖W(xué)的，并且做出的決策不僅能夠充分反映決策者在決策過程中面臨的風(fēng)險，而且還能滿足決策者的需求。可以使用公式來計算高昂出行費用。U（E，F(xiàn)，M，S）=a·E +β·Tn·My·S（1）該表達(dá)式中的字符如下。U代表城市主要交通方式后支付的平均費用（元）。E表示居民上車花費的票價（元）。 a表示在特定類型的車輛上行駛所需的距離，T表示居民在選擇車輛的決策過程中花費的時間。β表示等效旅行時間的成本。M代表居民對行駛中的車輛的滿意度。n是等于滿意的成本。S是居民對特定運輸方式的偏愛和使用頻率，y是與居民對特定運輸方式的偏愛相對應(yīng)的成本。專家們匯總了一個公式，該公式表明居民的支付能力還包括運輸成本。城市軌道交通系統(tǒng)中特定車輛的發(fā)車時間間隔和車輛容量是影響居民決策的重要因素，因為它們與居民的支付能力直接相關(guān)。如果車輛長時間不在，居民的時間成本將大大增加。在城市軌道交通系統(tǒng)中，如果客流穩(wěn)定，則車輛的頻率與客流成正比。簡而言之，增加出發(fā)頻率可以有效地提高城市軌道交通對居民的吸引力。增加車輛發(fā)車頻率可以有效減少出行時間成本，有效增加客流量，并使城市軌道交通系統(tǒng)對客流更具吸引力。然而，對于城市鐵路交通系統(tǒng)管理員和駕駛員而言，縮短每輛車的發(fā)車間隔會增加交通系統(tǒng)的運營成本。

4 為提高城市軌道交通的運營和控制水平而采取的優(yōu)化措施

4.1 可行性

為了有效地增加在城市軌道交通系統(tǒng)運行過程中獲得的利潤，城市軌道交通系統(tǒng)的管理者可以響應(yīng)高峰時間的變化適當(dāng)延長出發(fā)時間間隔。城市軌道交通系統(tǒng)延長了車輛出發(fā)之間的時間間隔。這將大大增加居民的出行費用，并降低其出行效率。當(dāng)在城市軌道交通上花費大量的居民時間時，交通管理人員可以通過適當(dāng)縮短出發(fā)時間間隔來降低居民的出行成本。為了使城市軌道交通系統(tǒng)在運營過程中吸引更多的客流，有必要根據(jù)客流的變化適當(dāng)調(diào)整票價和出發(fā)時間間隔。

4.2 調(diào)整城市交通系統(tǒng)發(fā)車時間間隔

乘客的舒適度主要取決于等待時間的長短。從最大化城市軌道交通系統(tǒng)的目標(biāo)效果角度來看，運輸系統(tǒng)管理員可以適當(dāng)縮短軌道交通的發(fā)車時間間隔，從而有效地引導(dǎo)客流，城市居民在出行中優(yōu)先選擇城市軌道交通。因此，為了有效地將大量的客流納入城市軌道交通系統(tǒng)，城市軌道交通的運輸必須能夠根據(jù)客流的高峰變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整發(fā)車時間。

5 結(jié)論

在我國，城鎮(zhèn)居民的日常出行需求是影響城市交通中旅客流量的主要因素，城鎮(zhèn)居民從起點到目的地的交通方式也是他們做出出行決策的過程。現(xiàn)代城市的交通運輸系統(tǒng)以城市軌道交通為中心，要提高城市軌道交通的經(jīng)濟效益，最重要的是考慮旅客的交通需求。根據(jù)城市鐵路運輸系統(tǒng)的效用理論，決策過程中旅客的決策概念也可以遵循最大化原則。為了有效地增加城市軌道交通系統(tǒng)中的客流，城市交通管理人員可以根據(jù)高峰客流的變化適當(dāng)調(diào)整列車的發(fā)車時間間隔。此外，城市交通管理人員可以適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)城市軌道交通與傳統(tǒng)公交車票價，有效地吸引交通系統(tǒng)中的客流。通過調(diào)節(jié)乘客的成本以控制城市軌道交通的運營，調(diào)節(jié)城市軌道交通系統(tǒng)中的乘客流量來控制城市軌道交通的運營。通常，城市軌道交通系統(tǒng)中的客流量可以通過以上多種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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