陆文学刘 岩张 宁

（1.苏州轨道交通集团有限公司，215006，苏州；2.东南大学ITS研究中心，210018，南京∥第一作者，高级工程师）

城市轨道交通运营阶段划分指标体系研究*

陆文学1刘 岩2张 宁2

（1.苏州轨道交通集团有限公司，215006，苏州；2.东南大学ITS研究中心，210018，南京∥第一作者，高级工程师）

为了提高城市轨道交通的社会效益和经济效益，需要根据城市轨道交通运营阶段的特点，制定科学合理的发展策略和灵活的票务政策，因此，城市轨道交通各运营阶段的划分显得尤为重要。基于我国城市轨道交通各运营阶段的特征分析，从线网运营规模、运营特征和服务特性等三个方面，选取了九项指标建立指标体系，作为运营阶段划分的主要依据，并采用模糊综合评判方法进行实例分析。结果表明，所建立的指标体系能对城市轨道交通所处运营阶段做出准确划分。

城市轨道交通；运营阶段划分；指标体系

First-author's addressSuzhou Rail Transit Company Ltd.，215006，Suzhou，China

城市轨道交通（以下简为“城轨”）因其大运量、快捷、舒适等突出特点，已成为国内各大城市缓解交通拥堵的有效手段。但从经济角度看城轨昂贵的运营成本是运营企业难以长期背负的一项沉重负担，因此，各运营单位在考虑提升社会效益的同时还需要兼顾经济效益。根据城轨所处运营阶段制定合理的发展策略和灵活的票务政策，是实现城轨社会效益与经济效益相统一、服务质量与效率相协调的重要手段之一。文献［1］探讨了城轨不同运营阶段的收费原则；文献［2］研究了城轨不同运营阶段票制的选择及不同阶段票制对投资成本的影响；文献［3］研究了城轨不同运营阶段的定价模型。此外，还有关于运营初期票价的制定［4-6］、不同运营阶段客流吸引对策［7］，以及在不同运营阶段与道路公交之间的关系［8］等内容的研究。可以看出，这些研究都是基于对城轨运营阶段的准确划分开展的。然而，目前国内有关运营阶段划分的研究尚不多见，也没有一个行之有效的方法或标准。传统的阶段划分是基于人们的感性认识或人为规定，以运营的时间长短作为划分运营阶段的标准。这种划分方式概念上过于模糊，界定标准不清晰，当然也做不到因时、因地制宜，因此无法为运营单位制定相关策略提供依据。本文基于我国城市轨道交通各运营阶段的特征分析，选取三类共九项指标建立指标体系，作为运营阶段划分的主要依据，并对其适用性进行了分析。结果表明，所建立的指标体系能够对城市轨道交通所处运营阶段做出准确划分。

1 运营阶段特征分析

随着城轨运营线路和运营里程的不断增加、换乘枢纽的逐步形成，以及客流量的增加，可将城轨发展阶段划分为运营初始期、发展期和成熟期三个阶段，在不同的发展阶段，城轨的建设进度、运营企业效益、客流量、线网可达性、线网的负荷强度、平均乘距和平均运行速度等因素各不相同［1］。

运营初始期，城轨一般是一条线或者其中一段，又或者是为数不多的几条线先开通运营，尚不能形成网络；其常规客流往往限于住所和工作单位刚好位于开通线路沿线的出行者，以及对城轨出行方式具有猎奇心理的出行者，客流量很少；城轨仅在其客运走廊上分担了一部分公共交通客流，企业的运营收入不会太高，往往需要政府财政补贴才能维持正常的运营。

在运营发展期，城轨系统经过一段时间的正式运营，出行者已逐步了解和熟悉了城轨出行方式，并且随着建设的深入，线路数量、运营里程、线网覆盖面逐步增加，线网结构初步形成，可达性大大提升，其经济、快捷、舒适的优势开始展现，大量的客流开始向城轨转移，城轨在城市公共客运市场中的占有率不断上升，运营企业的收入也开始逐步增加。

运营成熟期指城轨已形成完善的线网结构，或者前期规划线路全部建设完成并投入运营的时期。此时，城轨处于体系化发展阶段，规模效应开始体现，并逐步占据城市公共交通市场主导地位，客流量达到或者超过系统设计流量，在城市客运系统中占有半数以上的份额［9］。

2 运营阶段划分指标的选取原则

城轨是一个复杂的复合系统，对于其运营阶段的划分不可能用单一指标来描述，因此需要建立一个指标体系来描述其发展状况。指标的选取遵循以下原则：

（1）指标要能充分反映各阶段的特性。指标的选择覆盖面要广，能全面反映运营各阶段的主要特征和状况，既要包括城轨自身发展特性、运输客流量的大小，又要包含服务特性等。

（2）选择的指标要有代表性。能够反映城轨运营各阶段特性的指标多种多样，为避免重复和不相关指标的干扰，应在允许范围内尽量以具有代表性的指标作为阶段划分的依据。

（3）选择的指标要有可操作性。一方面，所选指标应具有适用性和可行性；对于一些理论上有意义，但却缺乏现实可操作性、不能确切加以描述、无法发挥其评价作用的指标，应该舍弃。另一方面，还要考虑指标值是否可得到或可测；没有相应的数据支撑，对阶段划分也没有意义。

3 运营阶段划分指标体系的建立

基于对城轨各阶段运营特性的分析以及指标的选取原则，对城轨运营阶段划分的内涵、要求、主要问题进行分析，从三个方面确定了9个具体指标，如图1所示。

图1 城轨运营阶段划分指标

3.1 线网运营规模指标

城轨运营线路从初期的一条或几条到发展期形成骨干，再到成熟期形成网络，线网运营规模能很好地反映各阶段运营的发展状况。反映线网运营规模的主要指标有日客运周转量、线网负荷强度、线网密度和站点密度等。

（1）日客运周转量P：是评估城轨系统运输工作量的指标。

式中：

pi——第i条城轨线路的日客运量，人次/d；

lpi——城轨线网第i条线路的平均乘距，km；

n——线路条数。

（2）线网负荷强度T：指城轨线网单位长度内的日客运量。

式中：

li——城轨线网第i条线路的长度，km。

（3）线网密度σ：指单位面积上分布的线路长度。线网密度的大小反映居民出行接近线路的程度，是城轨服务水平和线网规模评定的重要指标。

式中：

L——城轨线网长度，km；

S——城轨线网规划区面积，km2。

（4）站点密度：为城轨车站数与服务区域总面积的比值。

3.2 线网运营特性指标

随着城轨的发展壮大，运营逐步完善，城轨在整个城市客运市场中的地位也会不断上升，可以用线网客运强度、分担率和线网客流断面不均衡系数来反映各阶段的运营特性。

（1）线网客运强度V：为城轨日客运周转量与线网总长之比。其反映城轨线网单位线路长度承担的客运周转量，是评价线网运营效率的主要指标之一。

（2）分担率r：指城轨在城市公共客运量中承担的比例，是城轨客流状况的量化体现。

式中：

M——城轨的全日客运量；

Z——日公共客运总量。

（3）线网客流断面不均衡系数η：是城轨线网各线路客流断面不均衡系数的加权平均。反映城轨线网承担客流的均衡程度，以评价线网的客运效率。各线客流断面不均衡系数为各线全日客流断面最大值与平均值之比。

式中：

Qi——第i条线全日双向最大断面流量；

Ki——第i条线断面流量平均值，为该线各断面全日断面流量之和除以断面数量；

a1，…，an——各线权重，a1+a2+…+an=1。

3.3 服务特性指标

城轨的服务特性主要是线网运输饱和度、平均换乘次数等，反映随着城轨发展，其所能提供给乘客出行服务的水平。

（1）线网运输饱和度D：为各线路运输饱和度的加权平均。线路运输饱和度为单位时间内线路总出行量与线路设计输送能力之比。

式中：

Bi——单位时间内线路i的出行总量；Ti——第i条线每列车设计运能；

Ni——单位时间内线路i的通过能力。

（2）平均换乘次数：为衡量乘客直达程度的指标，其值为城轨线网出行人次与换乘人次之和除以城轨线网出行人次［10］。

3.4 计算实例

本文以某大型城市的城轨为例，采用专家打分及实地走访调查的方式，在综合业内专家和运营企业相关工作人员意见的基础上，确定了该城市城轨运营阶段划分指标的参考值，见表1。

表1 某城市城轨运营阶段划分指标参考值

该方法虽带有一定的主观性，但却反映了大量的经验积累。需要注意的是，因各城市规模、生活水平、经济条件、城市形态及人们生活习惯的不同，指标的标准值/范围、权重可能会有较大差别，使用本方法时，当因地制宜。

4 实例分析

本文采用模糊综合评判法对城轨运营阶段进行判别。模糊综合评判法是在模糊的环境中，考虑多种因素的影响，对某事物做出综合判断的有效方法之一［11］。

4.1 算法描述

设某城市轨道交通运营阶段判别的实测指标为X，标准指标为Y，因各项指标的量纲不尽相同，需对X、Y进行规格化。X、Y规格化后的矩阵分别为：

式中：

rij——样本j指标i的规格化数；

Sih——级别h指标i的规格化数。

设评价指标的权向量为W=［w1…w9］，某城轨现运营状态j与级别h之间的欧式距离为djh，则：

由模糊数学可知，城轨运营所处状态j与级别h的广义欧式距离乘以j隶属于级别h的隶属度uhj，能更加完善地表达出状态j与级别h之间的差异，则有：

为求得最优解，建立目标函数

构造拉格朗日函数，可求得状态j对级别h的最优隶属度uhj为：

按最大隶属度原则，即可决定状态j的级别。

4.2 结果分析

本文在确定上述大型城市的城轨运营阶段划分指标参考值的同时，对该城市现阶段相关指标进行了调查。该城市城轨运营阶段划分指标实测值见表2。

表2 某城市城轨交通运营阶段划分指标实测值

通过模型可计算得到该城市城轨运营阶段最优模糊评判为：

由于u11远大于u21和u31，可知目标城市的城轨目前正处于运营初始期。实际情况为：该城市目前有运营线路4条，在建线路6条；运营线路主要连接城市中心区和开发区，线网和站点密度、人均线网长度、线网可达性等都不大。综合各种情况可知该城市城轨正处于运营初始期。与本文判别结果一致。该城轨运营单位在此阶段制定运营策略时，应将培育客流作为主要目标，通过实行计程票制以及票价优惠策略，并发行诸如储值票、学生票、计次票等多种票卡产品，吸引不同消费群体，达到吸引客流的目的。

5 结语

本文在全面分析城轨各运营阶段特征的基础上，从线网运营规模、运营特性和服务特性等三个方面选取了九项指标，作为判别与划分城轨运营发展阶段的标准，并通过实例分析，验证了指标体系的适用性，为运营单位判别城轨发展阶段，制定与之相适应的发展策略和票务政策提供了理论依据。本文所采用的验证方法较为简单，仅提供了一个运营阶段划分研究的基本框架和方法，在指标的选取上有待

根据具体运营状况细化；在指标权重的确定上主观因素影响较大，还需要进一步深化研究。城轨运营发展期在城轨整体运营阶段的地位至关重要，也是一个较为长期的过程，为了更加细致地指导运营，可将城轨运营发展期再进行细分，如将运营发展期细分为初始阶段、中级阶段和高级阶段，在不同的阶段采用更加适宜的运营策略，实现轨道交通运营的高效化、科学化。

［1］ 周明保，张宁，杨利强等.城市轨道交通线网的收费策略［J］.城市轨道交通研究，2008，11（11）：1.

［2］ 周明保，黄亮，张宁等.城市轨道交通票制分析及选择［J］.城市轨道交通研究，2010，13（10）：30.

［3］ 王艳艳.城市轨道交通票价制定策略与经营对策［J］.城市轨道交通研究，2008，11（3）：18.

［4］ 叶玉玲，刘福生，粟俊.我国城市轨道交通运营初期票价制定与研究［J］.城市轨道交通研究，2010，13（3）：41.

［5］ 周刚，卢静.城市轨道交通运营初期票价方案的探讨［J］.城市公共交通，2010，（5）：43.

［6］ 张文晰，左大杰.灰局势决策方法确定城市轨道交通运营初期票价［J］.铁道运输与经济，2009，31（3）：80.

［7］ 陈莹，张宁，周明保.城市轨道交通的客流吸引对策［J］.都市快轨交通，2009，22（5）：41.

［8］ 梁丽娟.城市轨道交通线网形成期公交线路调整方法研究［D］.同济大学：交通运输规划与管理，2009.

［9］ 毛保华.城市轨道交通系统运营管理［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［10］ 毛保华.城市轨道交通规划与设计［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［11］ 黄卫，钟里，钱振东.路基膨胀土胀缩等级的模糊评判［J］.岩土工程学报，1999，21（4）：408.

（Continued from Special Commentary）

wordings are different.In the actual work of operation and management of urban rail transit，there are also some examples that are similar to confusing the concepts of proper nouns，such as the concept of“passenger carrying capacity”and the concept of“passenger flow volume”，and the concept of“full-load ratio”and the concept of“train congestion degree”，etc.

The author has ever written an article named“The Discussion on the Statistics Problems of Some Operational Indicators of Urban Rail Transit”，which was published in“Urban Mass Transit Research，July 2013”.This article discussed the phenomena of non-standard，inconsistence and confusing the indicators concepts of the statistical methods for the operational indicators of urban rail transit，so as to cause the colleagues in the industry to pay attention to.But it is not an overnight thing to change this situation.In order to adapt to the fast growth of the operation and management enterprises of urban rail transit and to further strengthen government supervision for urban rail transit operation enterprises so as to improve their management and service level and to offer passengers quality services of safety，convenience and quickness，the author renews its appeal to all walks of life to pay attention to the specification usage of some proper nouns in operation and management of urban rail transit.The author also recommends that the management departments of the government should strengthen the standards and norms constructions of the rail traffic operation and manag ement.

国内首条20.32 cm（8英寸）IGBT专业芯片线在中国南车投产

6月20日，世界上第二条、国内首条8英寸绝缘栅双极型晶体管（IGBT）专业芯片线在中国南车株洲电力机车研究所有限公司投产。其投产打破了国外公司在高端IGBT芯片技术上的垄断，未来有望实现对进口IGBT的全面替代，对保障我国国民经济安全和推动两型社会建设具有重大战略意义。

IGBT芯片技术主要应用于轨道交通、高压电网等大功率电力驱动设备，控制并提供大功率的电力设备电能变换，可以有效提升能源利用效率、自动化和智能化水平。由于技术含量极高、制造难度大，IGBT芯片技术过去主要掌握在日本等少数几个国家手中，我国的IGBT芯片及其相关产品99%以上依赖进口，国内没有独立完整的技术、产业体系。

伴随着中国南车IGBT技术的自主创新进程，我国在电力电子器件领域受制于人的局面渐渐改变。中国工程院院士、中国南车株洲所总经理丁荣军告诉记者，中国南车集合了上百位专家，积聚20多年之功，累计投入超过30亿元，在IGBT芯片设计、封装测试、可靠性试验、系统应用方面攻克了30多项重大难题，终于掌握了成套技术，建立了完整的IGBT规模化、专业化生产工艺体系，成功研制出从650 V到6500 V高功率密度IGBT芯片及模块，形成了IGBT的完整产业链。

据了解，此次8英寸IGBT专业芯片线全面建成投产，首期将实现年产12万片8英寸IGBT芯片，配套生产100万只IGBT模块，年产值可达20亿元。

（摘自2014年6月21日《光明日报》，记者唐湘岳报道）

Index System Classified for the Qperation Phasing of Urban Rail Transit

Lu Wenxue，Liu Yan，Zhang Ning

In order to improve the social and economic benefits of urban rail transit（URT），it is essential to make a scientific and rational development strategy，alsoa flexible fare policy according to the operational stages of URT. Therefore，the operation phasing is particularly important. Based on the characteristic analysis of the operation development stages of URT in China，9 indexes from 3 categories：scale of networking operation，operation features and service featuresare selected as the main basis for operation phasing，the fuzzy evaluation method is used to analyze these indexes by cases studies.The research shows that the index system can make accurate classification of the operation development stages of URT.

urban rail transit；operation phasing；index system

F 530.7

2013-09-24）

*苏州市科技计划-轨道交通专题（ZXJ0801）