运营基本概念课件

第三章运营基本概念第三章运营基本概念2022/11/232主要内容1.运营基本元素2.运营服务水平3.运力和运输效率4.车辆速度和线路速度5.列车运营里程、时间和速度6.乘客出行距离、时间和速度2022/10/112主要内容1.运营基本元素2.运营服2022/11/2331.运营基本元素线路、车站和线网，路权车辆、车组和列车出行量和客流量2022/10/1131.运营基本元素线路、车站和线网，路2022/11/234线路、车站和线网线路：从工程角度定义：一段固定走向长度空间的基础设施和车辆定时运营的服务。从运营的角度定义：城市轨道交通中运营列车沿固定路线和车站运行的通路。独立运营，共线运营线路分类2022/10/114线路、车站和线网线路：2022/11/2352022/10/1152022/11/236线路、车站和线网车站：线路上供车辆停靠、乘客上下的地点。2022/10/116线路、车站和线网车站：线路上供车辆停靠2022/11/237大连有轨电车的车站2022/10/117大连有轨电车的车站2022/11/238巴黎地铁8条线路交汇的车站2022/10/118巴黎地铁8条线路交汇的车站2022/11/239香港地铁的购物中心2022/10/119香港地铁的购物中心2022/11/2310线路、车站和线网线网：一组互联或相交线路的集合。2022/10/1110线路、车站和线网线网：一组互联或相交2022/11/2311路权（Rightofway，ROW）路权：运营线路所使用的土地，经常用来表示基础设施的专属程度。A类路权：完全专属B类路权：半专属C类路权：与其他路面交通工具共享2022/10/1111路权（Rightofway，RO2022/11/2312拥有专用路权的地铁2022/10/1112拥有专用路权的地铁2022/11/2313采用部分与外界隔离的轻轨2022/10/1113采用部分与外界隔离的轻轨2022/11/2314与其他运输车辆共享路权的有轨电车2022/10/1114与其他运输车辆共享路权的有轨电车2022/11/2315车辆、车组和保有量车辆：提供运营所使用的载客工具，一般为不可拆分的最小单元。2022/10/1115车辆、车组和保有量车辆：提供运营所使2022/11/2316车辆、车组和保有量车组：运营中所使用的若干数目车辆的固定组合，有时也称为列车。2022/10/1116车辆、车组和保有量车组：运营中所使用2022/11/2317车辆、车组和保有量列车：城市轨道交通列车是将车辆按运营时刻表、施工行车通告及有关规定编成的车列，并配备司乘人员、挂有动力车辆（如机车等）及规定的列车标志。根据其用途分为客车、工程车和救援列车等。2022/10/1117车辆、车组和保有量列车：城市轨道交通2022/11/2318车辆、车组和保有量保有量：为完成全线列车运营所需要的车辆数称为车辆保有量。包括在线运用车数、备用车数和检修车数三部分。

2022/10/1118车辆、车组和保有量保有量：为完成全线2022/11/2319车辆、车组和保有量某地铁公司的修程2022/10/1119车辆、车组和保有量某地铁公司的修程2022/11/2320出行量、客流量出行量(PassengerNumber)：某一时段内的出行人数

。客流量(PassengerVolume)：表示某一时段内沿某方向通过某个断面的旅客人数

。强调的是旅客持续不断出行的过程强调的是沿某方向出行旅客的聚集程度2022/10/1120出行量、客流量出行量(Passeng2022/11/23212022/10/11212022/11/23222022/10/11222022/11/23232.运营服务水平发车间隔与发车频率运营时间满载率正点率2022/10/11232.运营服务水平发车间隔与发车频率2022/11/2324发车间隔和发车频率发车间隔(Headway)是指在一条运营线路上两个连续的运输车辆沿同一个方向经过某个固定位置的时间间隔，单位：分钟或秒。发车频率(Frequency)：一小时内（或其他时间间隔）一条线路上沿同一个方向经过某一个固定点行驶的列车数，单位：列

。发车频率是发车间隔的倒数。如果用h表示发车间隔，用f表示发车频率，则2022/10/1124发车间隔和发车频率发车间隔(Head2022/11/2325发车间隔和发车频率公交服务可用性参考标准服务水平LOS平均发车间隔（min）发车频率辆/小时备注A<10>6乘客不需要时刻表B10-145-6乘客参考时刻表C15-203-4最大可接受等待时间D21-302服务对部分乘客没有吸引力E31-601在一小时内服务可用F>60<1服务对所有乘客失去吸引力2022/10/1125发车间隔和发车频率公交服务可用性参考2022/11/2326发车间隔和发车频率

发车间隔是否可能无限小？2022/10/1126发车间隔和发车频率发车间隔是否2022/11/2327发车间隔和发车频率

发车间隔不可能无限小，一方面是技术上难以实现，另一方面也与运营成本有关。当发车间隔减小到一定程度时，乘客对等待时间已经不敏感，此时是否进一步压缩发车间隔，往往取决于客流量与运力之间的关系。2022/10/1127发车间隔和发车频率发车间隔不可2022/11/2328运营时间运营时间一般指一条城市轨道交通线路一天内提供服务的时间范围。

2022/10/1128运营时间运营时间一般指一条城市轨道交2022/11/2329满载率满载率或满载系数、断面满载率，一般指乘客人数与列车定员之间的比值，反映了乘客在车内的拥挤程度。2022/10/1129满载率满载率或满载系数、断面满载率，2022/11/2330满载率设计满载率指在线路规划设计和运营计划制定阶段，人为选取的载客量实际满载率是实际运营中统计得出的满载率2022/10/1130满载率设计满载率指在线路规划设计和运2022/11/2331满载率设计满载系数：制定运营计划时，列车运力应满足客流需求，但是考虑到需要保证一定的服务水平和应对可能的客流波动，根据列车定员数计算出来的运力应乘以适当的满载系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称为设计满载系数。2022/10/1131满载率设计满载系数：制定运营计划时，2022/11/2332满载率设计满载系数：制定运营计划时，列车运力应满足客流需求，但是考虑到需要保证一定的服务水平和应对可能的客流波动，根据列车定员数计算出来的运力应乘以适当的满载系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称为设计满载系数。2022/10/1132满载率设计满载系数：制定运营计划时，2022/11/2333满载率实际运营中，通过断面的客流量与断面运力的比值即实际满载率，高峰小时运营线路单向最大断面客流量与相应断面运力的比值称为高峰小时最大断面满载率。2022/10/1133满载率实际运营中，通过断面的客流量与2022/11/2334正点率对于城市轨道交通系统，一般把列车在始发站出发或到达终到站的时刻与计划时刻相比大于某个范围的列车统计为晚点列车，其余列车即为正点列车。正点率一定时段内正点列车数与所有开行列车数的比值即正点率。

2022/10/1134正点率对于城市轨道交通系统，一般把列2022/11/2335正点率下表给出了某公交运营系统对正点率的评价等级，其发车间隔大于10分钟，对晚点的定义是到发时刻偏离计划时刻5分钟。

固定线路的准时性服务水平服务水平LOS正点率备注A95.0%-100.0%每两周有一辆公交车迟到（没有换乘）B90.0%-94.9%每周有一辆公交车迟到（没有换乘）C85.0%-89.9%每两周有三辆公交车迟到（没有换乘）D80.0%-84.9%每周有两辆公交车迟到（没有换乘）E75.0%-79.9%每天有一辆公交车迟到（有换乘）F<75.0%每天至少有一辆公交车迟到（有换乘）2022/10/1135正点率下表给出了某公交运营系统对正点2022/11/23363.运力和运输效率车辆能力线路通过能力断面运力定员公里运输效率运力2022/10/11363.运力和运输效率车辆能力线路通过2022/11/2337运力运力指运输系统的能力。一个系统或一套设施的能力，从广义上讲是在一定情况下所能获得的最大产出。2022/10/1137运力运力指运输系统的能力。2022/11/2338运力城市轨道交通系统是一种运输系统，其产出是人的位移，即人·公里。因此运力也应用单位时间内产生的人·公里数来衡量。2022/10/1138运力城市轨道交通系统是一种运输系统，2022/11/2339运力但是实际运营中，我们往往更关心一定情况下能够通过某一断面的乘客数，并将一定时段内，按照计划能够运送通过某一断面的乘客数称为断面运力（人/小时）。2022/10/1139运力但是实际运营中，我们往往更关心一2022/11/2340运力断面运力与列车能力和线路通过能力密切相关，定义为单位时间内单向通过某断面的列车数与列车定员的乘积。实际的断面客流量与断面运力的比值，即实际的满载率。2022/10/1140运力断面运力与列车能力和线路通过能力2022/11/2341运力也有一些运营系统中并不将断面运力直接表示为人数，而是表示为通过断面的车厢面积，这样在计算满载率时需要进行单位面积容纳乘客人数的转换。2022/10/1141运力也有一些运营系统中并不将断面运力2022/11/2342运力城市轨道交通系统按照事先制定的计划进行生产，但是作为一种服务产业，其产品的产生和消费同时进行，只有被消费者实现的产品才具有价值，为了区分，我们把计划生产的产品数量称为定员公里，实现了的产品数量称为乘客周转量，两者的单位均为人·公里。2022/10/1142运力城市轨道交通系统按照事先制定的计2022/11/2343运力实际运营中，人们往往用“运力”来指代“断面运力”，因此在需要使用真正的运力概念时，往往只能用定员公里来表述。2022/10/1143运力实际运营中，人们往往用“运力”来2022/11/2344车辆能力车辆能力一列车由若干车辆组成，列车能力是车辆能力的简单加和。车辆能力（vehiclecapacity）一般可以用车辆定员来表示。车辆定员是指在一定标准下，车辆能够乘载的乘客数量。车辆定员是车厢内座位数和站位数之和。2022/10/1144车辆能力车辆能力一列车由若干车辆组成2022/11/2345线路能力线路能力（transitlinecapacity）是单位时间内沿某方向通过某个断面的最大列车数，它表示了线路在给定条件下（速度、安全、车站运营等）能够达到的最大频率f

max。2022/10/1145线路能力线路能力（transitl2022/11/2346线路能力线路能力也可以表示为每小时车辆数c，指单位时间内在线路上沿某一个方向通过某断面的最大车辆数。显然对于只有一辆编组的列车，c=f

max

，但是在列车编组辆数超过1辆时，该值应为所有通过列车所包含车辆数的总和。

2022/10/1146线路能力线路能力也可以表示为每小时车2022/11/2347断面运力断面运力指在单位时间内沿着一个方向经过某个断面可以运送的乘客数。

某条线路的断面运力C可以用线路通过能力c与车辆能力Cv的乘积来表示，并且可以表示为线路发车间隔h的函数(n为列车编组数)：

2022/10/1147断面运力断面运力指在单位时间内沿着一2022/11/2348一般情况下，线路在客流高峰时段提供的发车频率最大，具有最大的断面运力，即：高峰小时运力往往用来考察线路是否能够满足客流的需求。

断面运力2022/10/1148一般情况下，线路在客流高峰时段提供的2022/11/2349定员公里

城市轨道交通系统提供运输服务的产品是乘客的位移定员公里w。表示一定时段内，根据运营计划沿某方向所提供的运输服务总量（OfferedCapacity）（单位：人·公里）旅客周转量（UtilizedCapacity）w

是被实现的服务（单位：人·公里）2022/10/1149定员公里城市轨道交通系统提供运输服2022/11/2350定员公里

当所有该方向的列车都行驶在总长为L的线路上时，每小时的定员公里为：

其中C为断面运力。2022/10/1150定员公里当所有该方向的列车都行驶在2022/11/2351如果线路上的列车沿K个交路运行，第k个交路在该方向上的长度为Lk，担当该交路列车的能力为Ck、发车频率为fk，则该方向上所提供的定员公里为：定员公里

2022/10/1151如果线路上的列车沿K个交路运行，第k2022/11/2352如果全线由若干站间区间组成，其中第i个区间的断面客流量为Pi，区间长度为Si，那么该区间的客运周转量wi可以表示为：定员公里

2022/10/1152如果全线由若干站间区间组成，其中第i2022/11/2353全线客运周转量wp为：定员公里

2022/10/1153全线客运周转量wp为：定员公里2022/11/2354运输效率

运输效率：运输系统的产品与计划运力的比值。即实际完成的客运周转量与所提供的运力（定员公里）之比：

2022/10/1154运输效率运输效率：运输系统的产品与2022/11/2355运输效率

这个比例表示了运营部门沿着这条线路所提供的运力被乘客所利用的程度。也可以表示为线路列车平均满载率，即各区间列车实际满载率在距离上的平均。

2022/10/1155运输效率这个比例表示了运营部门沿着2022/11/2356运输效率

设αk表示第k个区间的满载率，则：

2022/10/1156运输效率设αk表示第k个区间的满2022/11/2357运输效率

实际统计中，往往使用线路平均运距来计算线路列车平均满载率，即

2022/10/1157运输效率实际统计中，往往使用线路平2022/11/23582022/10/11582022/11/2359图中以一条线路上单位时间（1小时）内列车采用单一交路运行时为例，对客流量、断面运力、满载率、定员公里和运输效率等概念进行解释。2022/10/1159图中以一条线路上单位时间（1小时）内2022/11/2360图中横坐标单位为公里数，表示距离，以车站中心线为依据将全线划分为连续的站间区间，区间长度为Sk；2022/10/1160图中横坐标单位为公里数，表示距离，以2022/11/2361纵坐标单位为人数，表示客流量和断面运力，各站间区间阴影部分的上边Pk表示通过该区间的客流量，横线C表示在全线提供的断面运力。

2022/10/1161纵坐标单位为人数，表示客流量和断面运2022/11/2362图中阴影部分的面积表示实际的客运周转量，外围矩形面积表示定员公里。2022/10/1162图中阴影部分的面积表示实际的客运周转2022/11/2363对于每个站间区间，客流量与断面运力的比值即列车在该区间运行时的实际满载率α，在图中也可以用阴影部分面积与该区间横线C下面积的比值来表示。2022/10/1163对于每个站间区间，客流量与断面运力的2022/11/2364实际满载率在不同区间并不相同，在最大客流断面区间（MLS）达到最大值。2022/10/1164实际满载率在不同区间并不相同，在最大2022/11/2365所有区间阴影部分面积的和与横线C下面积的比值即该线路的运输效率。2022/10/1165所有区间阴影部分面积的和与横线C下面2022/11/23664.车辆速度和线路速度车辆速度线路速度2022/10/11664.车辆速度和线路速度车辆速度线路2022/11/2367车辆速度最高运行速度Vmax根据车辆构造强度和动力作用,规定的允许最大行车速度，也称为构造速度。持续速度就是在全功率工况下，受车辆冷却装置的能力所制约许的持续运行的最低速度。2022/10/1167车辆速度最高运行速度Vmax根据车2022/11/2368线路速度线路设计速度Vd，指在保证乘客的舒适度和安全性前提下车辆在一段线路上能够达到的最大速度。

允许运行速度Vl是指列车在一段线路中可以实现的最大运行速度，因为这个速度有许多限制条件（设计速度、路况、环境条件等）决定，因此它可以等于或小于设计速度。

图定运行速度Vg，指根据给定的安全标准、舒适度、经济效益和车辆的性能确定的运行速度。

2022/10/1168线路速度线路设计速度Vd，指在保证2022/11/23692022/10/11692022/11/2370图中以距离—速度曲线形式把这些速度表示了出来，从中可以说明：车辆最高运行速度Vmax是反映车辆性能的一个因素，不受Vd,Vl的影响；；实际线路中由于平纵断面情况不同，两个方向的图定运行速度可能会不同。线路速度2022/10/1170图中以距离—速度曲线形式把这些速度表2022/11/23715.列车运营里程、时间和速度里程载客里程为载客列车自始发站至终到站之间的行驶里程。空驶里程包括两端折返线间的里程、车辆段（场）联络线的里程和正线空驶里程。2022/10/11715.列车运营里程、时间和速度里程2022/11/23725.列车运营里程、时间和速度里程运营里程，运营业务在运营线路上空车行驶和载客行驶的全部里程。走行里程，指统计期内线路运营车辆所行驶的全部里程，包括运营里程、车辆段（场）内行驶里程、正线调试里程、救援里程和清人后里程等。这里的里程概念都是一段时间内的统计指标，单位均为车·公里。2022/10/11725.列车运营里程、时间和速度里程2022/11/23735.列车运营里程、时间和速度时间在运营系统或乘客出行中，需要使用多种时间，与时刻不同，这里指的时间是与运营中的某项业务或旅客出行中的某种状态的持续时间长度，或者说是时间段。对各种时间的统计和分析能够考察运营的服务水平和运营效率，也有利于服务的改善和效率的提高。对线路上运营的列车，可以从不同的角度定义若干不同的出行时间。2022/10/11735.列车运营里程、时间和速度时间2022/11/2374站间行驶时间tr

，指列车从某站出发开始至到达下一站停止的时间长度，即两站之间的纯运行时间。

停站时间ts

，指为了让乘客上下车，列车在车站停留的时间长度。

站间旅行时间Ts

，指列车先后从两个相邻车站出发的间隔时间长度，它等于站间行驶时间与停站时间的和。

时间2022/10/1174站间行驶时间tr，指列车从某站出2022/11/2375站间旅行时间是构成某条线路上列车旅行时间的基础。在没有几何限制或不受其他列车干扰的线路中，站间旅行时间通常用两个不同方程来表示，站间距S′很短，所以运营的列车不能到达其最大速度，运行时间只包括加速时间ta

、制动时间t

b和车站停留时间t

s，运行时间Ts′可以用下面的公式表达：

时间2022/10/1175站间旅行时间是构成某条线路上列车旅行2022/11/2376这里分别指平均加速率和减速率，对于车辆可以达到最大速度Vmax的区间段，运行时间公式是：

时间2022/10/1176这里分别指平均加速率和2022/11/2377

T

l

是指在每一站停留所损失的时间，用下面公式计算：

以上计算中假定加速度和减速度都不变。时间2022/10/1177Tl是指在每一站停留所损失2022/11/2378线路旅行时间（单程载客时间

）T0，指列车沿着线路从一端出发至到达另外一端停止的时间长度，它是线路中所有站间旅行时间之和，可以表示为：

时间2022/10/1178线路旅行时间（单程载客时间）T02022/11/2379折返时间tt

，指列车在折返站的停留时间（严格来讲，应该减去t

s或t

s

/2）。折返时间的设置考虑了以下几种情况：

车辆的折返或者司机的更换；司机的间休；计划调整的需要（例如保持均一的发车间隔）；为可能的运行晚点而作的预留。

时间2022/10/1179时间2022/11/2380

一条线路上采用的总折返时间（线路两端折返时间tt′,tt″的和）经常由这个线路上运营时间的百分率γ

决定的：

γ

的值经常在10%—30%之间（即两端折返时间之和占线路往返运营时间的10%—30%），平均为15%左右。

时间2022/10/1180一条线路上采用的总折返时间（线路2022/11/2381以下是一些较为例外的情况。轨道交通系统由于具有高可靠的列车运行模式，无论线路多长都可以采用有固定的折返时间。如果折返时间很短、司机来不及休息，那么可以更换司机，换下来的司机休息之后，去值乘下一列较晚出发的列车，这样每个司机都可以得到休息。这种情况往往发生在环状运营的路线上，因为环线几乎没有折返时间。

时间2022/10/1181以下是一些较为例外的情况。时间2022/11/2382采用均一发车间隔的线路，往往通过延长折返时间使周转时间（后面会介绍）成为发车间隔的整倍数。如果发车间隔较长时，就有可能出现很长的折返时间，导致了γ

>30%。

时间2022/10/1182采用均一发车间隔的线路，往往通过延长2022/11/2383公共汽车和其他街道公交运输线路往往会在高峰时段使用比平峰时段有更长一些的折返时间，这是为了保证能够按计划发车，减少因高峰时段道路拥堵所造成的晚点的影响。

时间2022/10/1183公共汽车和其他街道公交运输线路往往会2022/11/2384

根据折返时间与周转时间T的关系，可以另一系数γ′的定义：

时间2022/10/1184根据折返时间与周转时间T的关系，2022/11/2385周转时间T，是线路上车辆往返一周的时间长度，或者是一辆车在正常情况下连续两次从同一个终端站出发的间隔时间，它包括线路上两个方向的运营时间T0

′，T0″和折返时间，计算如下：

时间2022/10/1185周转时间T，是线路上车辆往返一周的时2022/11/23862022/10/11862022/11/2387空驶时间td

，指车辆走行过程中不对外营业（没有乘客）的时间，这段时间包括列车出入段时间、列车在线路之间调配产生的走行时间等。空驶时间没有收益，因此应尽量缩短。

时间2022/10/1187空驶时间td，指车辆走行过程中2022/11/2388平台时间Tp

，指一组车在运营中一次出车到收车的总时间。当一辆车在线路上行驶了

k圈并且有两个相等的空驶时间，那么平台时间

时间2022/10/1188平台时间Tp，指一组车在运营中2022/11/2389速度技术速度

Vr指列车在运营线路的全线或部分区段自起点至终点沿途不停站的平均运行速度，定义为运行线路长度与站间行驶时间和的比值，其中站间行驶时间的和也可用单程载客时间减去所有停站时间来表示.

5.列车运营里程、时间和速度2022/10/1189速度5.列车运营里程、时间和速度2022/11/2390旅行速度V0，指列车在运营线路上运载乘客时的平均运行速度，定义为线路运营长度与线路旅行时间的比值，它是列车沿某方向在全线或在j个车站之间提供运营服务时的平均速度：

速度2022/10/1190旅行速度V0，指列车在运营线路上2022/11/2391周转速度Vc

指列车沿线路运营完成一个往返的平均速度，在某些地铁系统中也被称为运营速度，计算公式为：

速度2022/10/1191指列车沿线路运营完成一个往返的平均速2022/11/23922022/10/11922022/11/2393图中用时间—距离曲线图形象表示了上面这些速度，显然对于每个站间区间i，Vri

>

Vsi，而且它们在不同区间各不相同。一般情况下，V0

>Vc，但是没有折返点的线路（如环形线路）除外，在这样的线路中V0

=Vc

速度2022/10/1193图中用时间—距离曲线图形象表示了上面2022/11/2394平台速度Vp

指列车（一组车）从离开车辆段进入线路运营到返回车辆段的平均速度，即在平台时间内的平均速度。一般情况下，平台速度可以计算为：

速度2022/10/1194平台速度Vp指列车（一组车）从离开2022/11/2395这里的k是指车辆在线路上行驶的圈数，Ld是指空驶距离，Lp是指列车一次出入段间行驶的总里程。

速度2022/10/1195这里的k是指车辆在线路上行驶的圈数，2022/11/2396平台速度的计算中包含了两个空驶距离的里程（从车辆段到运营线路）和在线路上多圈运行的里程，所以它受车辆段与线路间的距离以及其他一些计划因素的影响。平台速度可以用来评价线路上配属车辆的效率。

速度2022/10/1196平台速度的计算中包含了两个空驶距离的2022/11/23976.乘客出行距离、时间和速度出行距离出行时间出行速度2022/10/11976.乘客出行距离、时间和速度出行距2022/11/2398出行距离

接近距离，包括站内走行距离在车距离换乘走行距离2022/10/1198出行距离2022/11/2399时间

接近时间ta

，指乘客从出发点到达车站和从车站到达目的地所花费的时间。

等待时间tw

，指乘客在车站等待车辆所花费的时间。2022/10/11992022/11/23100时间

对于发车频繁的公交系统，乘客的平均等待时间等于发车间隔的一半；在较长发车间隔的情况下（通常大于6或10分钟），乘客开始使用时刻表并且根据车辆发车时刻调整他们的到达时刻，所以等待时间通常比随机到达时的等候时间要短一些，并随着发车间隔的继续增大而趋向某个固定值。2022/10/111002022/11/231012022/10/111012022/11/23102在车时间

t0

，指乘客在车辆内随车辆走行的时间。

换乘时间

tf

，指乘客在不同线路或交通工具之间进行换乘时所花费的时间，即从离开一辆车，到登上另一辆车的时间间隔。时间2022/10/11102时间2022/11/23103换乘时间依赖于两个不同线路车站站台间的走行时间、接续线路上车辆的发车间隔以及线路间车辆运行时刻的协调程度。当然，并不是所有的出行都需要进行换乘。时间2022/10/11103时间2022/11/23104总出行时间（OD时间）Tod，指乘客完成从出发点（O）到达目的地（D）的出行所花费的总时间，这个时间包括前面的几项或所有项时间：

时间2022/10/11104时间2022/11/231052022/10/111052022/11/23106速度接近速度Va

，指乘客从出发点到达车站和离开车站到达目的地的平均速度，计算方法为接近距离除以接近时间，不同乘客的这个速度可以相差很大，从步行4—5km/h到开车30—50km