张石石

摘要：随着城市轨道交通线网规模的不断扩大，网络复杂性越来越高，OD间乘客出行路径更加多样化。但是，由于线网中各条线路在换乘站的衔接不太完善，经常会发生乘客须多次换乘抵达目的地或者换乘时间过长的问题。本文在分析城市轨道交通网络可达性影响因素的基础上，对网络可达性计算系统架构及实现进行了探讨，希望为后续的具体规划建设工作提供参考。

关键词：轨道交通网络；可达性算法；系统应用

1、城市轨道交通网络可达性影响因素

可达性是指从出行个体角度分析，乘客在城市轨道交通线网的出行过程中，存在从出发点到达目的地之间的相互作用，出行者利用城市轨道交通系统的资源及其赋予的活动空间，并且克服活动空间阻隔因素的影响（克服时空约束的影响），通过主观出行选择得到出行机会的最大期望效用，最终达到的出行便捷程度。从影响可达性的因素而言，可分为城市轨道交通自身存在的客观因素和乘客出行选择偏好的主观条件。乘客对出行路径选择、换乘次数、走行时间等因素的不同考虑，会导致不同的选择结果，本文重点分析影响城市轨道交通网络可达性的客观条件。

1.1城市轨道交通网络

城市轨道交通网络结构主要是指线路、车站之间的线网结构和连接关系。随着换乘节点的增多，以及环线、共线等不同线路类型的出现，城市轨道交通线网结构复杂性越来越高，乘客在两站之间的出行通常有多条路径可以选择。不同的路径由于途经车站（主要是换乘站）不一样， OD之间不同路径的可达性可能不一致。可以说城市轨道交通网络结构直接影响线网上两站之间的可达程度。

1.2城市轨道交通列车网络

基于列车运行图的列车运行时间、交路形式、线路各站首末班车时间等，都是影响OD之间可达性的重要因素。在单线运营条件下，乘客出行只需要考虑起点站往终点站方向的列车首末班车时间。而在网络化运营条件下，乘客由于出行路径要跨越一个或多个换乘站，换乘站的首末班车是衔接的关键。另外，首末班车时间需结合交路形式加以考虑，各站的首末班车时刻与多条运行线有关，应当根据具体路径的途经车站匹配相应的列车运行线。

1.3进出站及换乘走行时问

乘客在出行过程中，进站、出站走行时间和换乘走行时间受车站出入口布局、设备设施布置、换乘方式、客流拥挤程度等影响，各类走行时间可能都有所不同。如在同一个车站经由不同闸机到达不同站台间的走行时间可能存在较大的差异，同一车站换乘通道在高峰期间和平峰期间的换乘走行时间也有所不同。那么在衔接匹配列车时刻表时间时，走行时间的不同对于乘客乘车车次、是否可换乘到邻线列车都会产生非常大的影响。

2、网络可达性计算系统架构及实现

2.1数据采集层

数据采集层主要是对系统所需要的数据进行收集并入库。系统包含的主要基础数据包括线网基础信息（线路、区间、车站）、走行时间信息（进出站走行时间、换乘走行时间）、列车运行图信息和路径集信息。

2.2数据处理层

数据处理层主要对采集到的数据按照可达性计算系统的要求进行数据提取、转换和加载，分为线网基础数据、走行时间参数管理和列车运行图管理。线网基础数据管理实现对线路、区间和车站属性、代码等信息进行配置，走行时间参数管理实现对各车站高峰、平峰时段分方向走行时间的配置，列车运行图管理实现对列车运行图区间运行时分、站停时分进行配置，并与线网基础信息匹配。

2.3信息生成层

基于线网基础数据、走行时间数据、列车运行图数据等数据，按照上述可达类型的算法，实现全线网网络动态可达信息的自动生成，生成的信息包括OD间的可达路径、可达时刻、旅行时间、站点可达范围等信息。

2.4展示应用层

对于系统计算生成的全线网可达信息，根据不同的终端，在展示应用层实现对指定OD对的可达性、指定（起点O）对全网终点（D）的可达性的展示和查询功能，乘客可通过手机APP（IOS/Android）、网站或车站信息系统指定模块查询指定时刻网络动态可达的详细信息。

3、网络可达性算法及系统应用

3.1乘客出行路径诱导

指定OD对的可达性包括已知出发时间和已知到达时间的计算，并且考虑了首班车、末班车情况下最早出发时间、最晚出发时间，相比传统的路径诱导：

提供了更加多样的出行路径选择；提供出发车站、换乘车站的等候时间和乘坐车次；考虑了高峰、平峰换乘时间的差異，路径信息更加精确。以北京地铁8号线育知路站至4号线人民大学站按最早出行时间查询为例。若乘客按照育知路站首班车时间乘车，育知路站开往南锣鼓巷站方向首班车时间为05：13，但是受10号线北土城站外环列车首班车较晚影响（06：19），乘客需要在北土城站等待达30min。而经过算法优化，提供给乘客的最早出行时间则是05：42，使乘客减少不必要的等待时间。

3.2站前广场出行诱导

指定O对全网D的可达性主要应用于接近线网各线末班车时段范围内，通过城市轨道交通车站站前广场显示大屏，提前告知乘客该站出发首末班车时间、将要达到列车时刻，以便乘客提前规划出行方式，减少不必要的麻烦。以22：30从北京地铁东直门站出發为例，地铁昌平线、房山线、亦庄线、14号线西段所属车站均不可达，地铁7号线、10号线、13号线等线路部分车站或区段不可达。

结束语

综上所述，本文在分析可达性影响因素的基础上，对城市轨道交通网络可达性系统的架构进行了分析研究，并进行了简要设计。初步成果在具体规划建设中，具有一定可实施性，经过后续具体细节改善，能够为城市轨道交通乘客提供更为直观清晰的信息提示诱导服务工作。

参考文献：

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