哈尔滨市地铁客流量统计预测与调度优化设计

1、    哈尔滨市地铁客流量统计预测与调度优化设计    胡珊珊高杨摘要：地铁建设在社会、经济发展的大力推动下越来越快，在整个城市交通系统中承担着不可估量的作用。笔者将介绍哈尔滨市地铁客流量现状，梳理当前关于地铁客流量统计预测的中长期和短期预测方法，给哈尔滨市地铁客流量统计预测工作提供借鉴。另外，还提出了初步的调度优化设计方式，为日常的地铁运行和调度工作以参考。关键词：地铁；交通运输；交通调度基金项目：本文系“2015年哈尔滨金融学院大学生创新创业训练计划项目资助”的阶段性成果地铁是当前城市快速交通的一种重要方式，能够承担大量的乘客出行和其他交通方式的乘客

2、转移。但是，地铁的可达性和灵活性与城市公交相比，不具备优势。因此，要充分挖掘和发挥地铁的运输潜力，必须对客流量进行预测并做好调度优化工作。这样才能制定高效的地铁调动措施、缓解城市交通拥堵的问题，加快城市交通建设。一、哈尔滨市地铁客流量统计预测（一）哈尔滨市地铁客流量现状目前，哈尔滨市城市轨道交通近期建设规划（2008-2018年）中指出：哈尔滨的地铁网络由轨道交通1号线一期、二期、三期以及2号线一期、3号线组成，形成“十字+环线”的骨架线路，线路总长89.58公里，预计总投资562.2亿元。目前，哈尔滨地铁1号线一、二期工程竣工通车。而黑龙江省和哈尔滨的客运潜力巨大。目前已经通车的哈尔滨地铁1

3、号线，连接了哈尔滨东站和南站，全场17.73公里、总共设计并建设了18座车站，全程运行时间34.17分钟，每小时的客运能力能够达到1.49万人次、全天可达到21.5万人次。同时，哈尔滨的客运量近几年在稳定中呈现出缓慢下降的趋势，这需要交通管理部门进一步分析出行者的出行偏好，做好交通调度和优化工作，充分挖掘城市交通发展的潜力。（二）地铁客流量的中长期预测方法要进行哈尔滨市地铁客流量的中长期预测，需要明确客流的组成，包括了：趋势客流、转移客流和诱增客流。趋势客流是基础客流，是在地铁建设之后，从步行转移到地铁方式中的客流；转移客流是从其他交通方式转移而来的客流，这是缓解其他交通方式压力的重要部分；诱

4、增客流量主要是原始的客流在出行时间和出行频率加快之后，而新增的出行人次。中长期预测的结果，能够用于站点设计、列车客运量选择和车型选择、线路分布选择等。而中长期预测方法主要包括了两种：（1）非基于出行分布的客流预测，这种方法重点考察了“转移客流”，首先通过原始的统计数据，了解当前环境下，其他城市交通方式所承担的交通客流量，再按照转移比例和幅度来判断地铁的转移客流变化，最终预测长期客流。所使用到的数学模型，包括：时间序列分析、多元回归方法、趋势外延法等。（2）基于出行分布的客流预测，这种方法是通过问卷调查，收集到居民出行的偏好、频率和时间，再根据当前交通工具的调度安排，预测未来某一个时刻内的出行量

5、和对应的交通承载量，判断地铁能够承担的趋势客流、转移客流和诱增客流，最终得到客流预测结果。这种方法最典型的使用就是“四阶段法”。该模型将居民的出行过程分成“出行形成、出行分布、方式划分和交通分配”四个阶段。（三）地铁客流量的短期预测方法短期预测的结果，能够直接使用在调度优化设计上，提高地铁运营的效率。短期预测，一般是预测未来一周或未来一天的客流量，甚至是预测未来几个小时可能出现的客流量变化。与长期客流预测方法不同，短期客流预测对基础数据的要求并不高，而是重点研究数学模型及其求解算法。算法包括了传统的时间序列法、回归分析法、bp神经网络分析法、支持向量机算法等。这些算法都是需要建立历史流量的数据

6、，构成时间序列，再考虑某些影响因素对客流量的影响，最终得到客流量的预测。而方法的不断改进，主要是为了处理各种线性和非线性的数量关系、增加外部影响因素的作用、考虑客流量的随机性。在后期所研究出的智能算法中，不需要确定历史数据和预测客流量的数学方程，并能够处理更多的不确定性问题、高维问题、非线性问题、原始数据较少问题。二、哈尔滨市地铁客流量调度优化措施地铁客流量调度优化的方法，主要是通过列车、区间、车站、区段的运行数据，根据客流量预测，来重新制定出车辆发出时间、运行时间和最优的站内停留时间。地铁和其他轨道交通有所不同，进站和出站的方式单一，有利于进行控制和调度，不需要考虑其他配线车辆的进站出站问题

7、。因此，最佳的调度目标就是保证高密度的行车。调度工作的关键就是根据实时客流量，适度调整行车间隔时间，满足高峰期的出行需求、合理调整客流低谷时间内停车时间，保证一定数量的载客率。目前，可以使用到哈尔滨市地铁客流量调度的优化措施包括：（1）根据实时客流量，在始发站提前发车或推迟发车，尤其是要注意始发时间与上班高峰期的发车时间安排；（2）根据实时客流量，加快或减慢列车的运行时间，在平时保证一定的载客量、在高峰期保证运输能力；（3）适当调整车辆的入站停靠时间，该调整和调度时间可以与车辆运行时间相配合；（4）在晚点运行的情况下，为了保证正点运行，可以设计岔道，将车辆转移到线路密度较小的路线上，进行反方向运行，保证运行时间；（5）设计扣车措施，保证地铁在出现故障的情况下，能够快速帮助乘客换乘，不至于给下一辆地铁带来过大的转移压力。结语哈尔滨市地铁事业正处于稳步发展阶段，需要进一步研究客流量情况，通过中长期和短期客流量预测，来掌握地铁客流变化规律，帮助地铁管理部门制定合理的调度和优化运营方案。目前，哈尔滨市地铁客流量调度优化方法，可以通过调整始发时间、调整行车速度和停靠时间、岔道反