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摘 要:针对综合客运枢纽离站客流疏散效果定量化评价问题,基于枢纽各疏散方式实时采集的等车时间和等车人数数据,考虑离站客流换乘轨道交通、常规公交、出租车、长途客车等4种方式,采用模糊评价和熵权法建立综合客运枢纽客流疏散效果评价模型。以重庆北站综合客运枢纽为例,对客流的疏散效果进行了评价分析,研究结果为科学实时量化评价综合客运枢纽离站客流的疏散提供了有效支撑,为枢纽管理部门实时开展多方式的运力调度提供量化支撑。
关键词:交通工程;综合客运枢纽;疏散效果评价;实时数据采集;换乘疏散
1 评价指标
1.1 评价指标选定
在客运枢纽站疏散评价中,影响因素较多,关系错综复杂,有些指标对影响因素的评价具有一定的不确定性和模糊性,比较难以量化,而有些指标可直接量化分析,故在对枢纽疏散效果进行评价分析时,多指标下枢纽疏散效果评价等级并没有一个明确的划分界限,是一个模糊的概念,多指标分层评价法可有效地解决这一问题。
综合考虑,评价指标体系分为两层,选取轨道交通、常规公交、出租车以及长途客车四个一级疏散评价指标,利用模糊评价法计算疏散评价指标权重。从枢纽离站客流疏散方式的角度层面,采集能反映乘客在枢纽疏散过程中的指标数据,筛选分析后选取待疏散人数、疏散时间和等车时间三个二级疏散评价指标。将采集的枢纽客流数据经过分析处理后,利用熵权法确定疏散评价指标权重。
2 疏散效果评价模型
2.1 评价等级划分
上述评价指标体系中包含了多个评价指标,而利用单个指标本身并不能得出合理的离站客流疏散效果评价结果。由于各项评价指标数据的取值范围和对疏散评价结果的重要性各不相同,为了得到一个客观合理的评价结果,并且能直观反映枢纽疏散效果。首先需要对采集的疏散评价指标数据进行分级。首先根据实时采集的大量客流数据,在统计分析后,本文将客流疏散效果评价等级分为五级(1级,2级,3级,4级,5级),即1级疏散效果最好,2级疏散效果次之,以此类推。可将客流疏散效果评价结果分为五级(1级,2级,3级,4级,5级),即1级疏散效果最好,2级疏散效果次之,以此类推。
然后将单一指标的客流数据依据合理的评价等级划分范围,确定单一指标的客流数据枢纽疏散效果的模糊区间范围,通过疏散效果评价指标在不同疏散状态下的区间范围,将评价指标观测值相对应的等级区间范围转化为直觉模糊数,根据直觉模糊熵理论,计算各指标的模糊熵,结合模糊评价和熵权法构建综合客运枢纽客流疏散效果评价模型。
2.2 评价模型构建
首先建立枢纽疏散效果评价的因素集和评价集,然后确定基于换乘方式对疏散效果影响的一级指标权向量;确定待疏散人数、等车时间和疏散时间三个指标因素的二级指标权向量;然后按照疏散等级划分标准计算样本数据的疏散评价指标值,进行规范化处理后建立因素指标评判矩阵;最后运用模糊运算法则进行综合运算,归一化处理得到因素对等级评价集的隶属向量,即疏散评价结果。
3 实例分析
3.1 数据采集
分别以重庆北站8月7日(工作日)、9月7日(非工作日)和9月30日(节假日)客流数据为实验对象,对综合客运枢纽客流疏散效果评价模型进行可行性和实用性验证。处理并分析客流数据后,发现在每天客流高峰时期(8:00-22:00),这段时间待疏散人数和枢纽到达区人数会随着时间出现明显波动的情况,当枢纽旅客到达区人数增加,各疏散区待疏散人数也会随之增加,反之亦然。等车时间和疏散时间也与枢纽到达人数也有类似相关关系。故可采用上述模型疏散评价指标,对整个客运枢纽客流疏散效果进行评价分析。
依据评价指标分级范围,根据实时客流数据确定待疏散人数、疏散时间和等车时间对应枢纽疏散效果的模糊区间范围。
3.2 计算权重系数
求解基于多方式的综合客运枢纽客流疏散效果评价模型的权重,以计算9月30日的一级指标出租区下的二级指标待疏散人数、等车时间和疏散时间的指标权重系数为例:
(1)选取样本:
选取8:00-22:00时段28个表示出租车区疏散效果的样本数据,含待疏散人数、等车时间和疏散时间3个因素指标,形成原始因素枢纽疏散效果评价数据集,表示数据样本中第个评价指标下的第个数据值。数据集表示如下:
(3-1)
其中: ——在时刻的待疏散人数(人/30分钟);
——在时刻的等车时间(分钟);
——在时刻的疏散时间(分钟)。
(2)计算一级指标换乘方式权重:
现邀请多位综合交通规划领域专家对重庆北站的换乘方式进行两两比较,依据1~9标度法,针对换乘方式的选择对客流疏散效果重要性进行打分,构建判断矩阵,计算出各指标的权重以及检验判断矩阵的一致性。
(3)计算二级指标权重:
1)输入出租车区评价数据集及对应的区间数;
2)规范化处理,转化为直觉模糊数;
3)利用熵权法,确定待疏散人数、等车时间和疏散时间三个评价指标的熵权取值范围;
4)利用最优化理论,计算评价指标的熵权最优取值,计算得到熵权值如下;
5)同理可得:轨道区、公交区和长途区的权重取值,二级指标权重。
3.3 枢纽疏散效果综合评价
(1)利用出租車区数据评价集,标准化处理数据,计算评价指标综合值;
(2)计算二级评价指标出租区的加权平均值;
(3)同理可计算出轨道区,公交区和长途区的评价指标加权平均值;
(4)计算枢纽疏散等级综合评价结果。
3.4 结果分析
重庆北站的离站客流疏散效果,在单日时间分布上,具有明显的时间分布规律,尤其是在9月30日(节假日)这天,重庆北站的客流疏散效果具有明显峰值特征,在11:00-12:00、16:00-17:00和18:30-19:30时间段内,重庆北站的疏散效果最差,达到疏散效果较差的评价等级,在9:30-10:00时间段内,疏散效果最佳,达到疏散效果较好的评价等级。其次,在节假日、工作日和非工作日上也具有明显的区别,重庆北站在工作日、非工作日期间的客流疏散效果明显优于节假日期间的疏散效果;在9月7日(非工作日),重庆北站客流疏散效果整体变化较小且基本处于疏散效果较好的评价等级,说明当日客流疏散状态运行平稳;在8月7日(工作日),重庆北站客流疏散效果较非工作日期间波动剧烈且基本处于疏散效果一般的评价等级。
4 研究结论
本文通过构建客运枢纽客流疏散效果评价指标体系,基于模糊评价和熵权法,提出和建立了综合客运枢纽客流疏散效果评价模型,可对整个客运枢纽客流疏散效果进行整体性量化分析评价。选取重庆北站客运枢纽为研究实例,采集枢纽实时离站客流数据,对模型进行可行性和实用性校核检验,验证了本文提出的模型具有一定的理论和实用价值,对提高枢纽管理水平、提高枢纽客流疏散效率以及提升枢纽的服务质量具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]沈俊娜.铁路客运枢纽站与城市交通衔接研究[D].华南理工大学,2010.
[2]兰继斌,徐扬,霍良安,等.模糊层次分析法权重研究[J].系统工程理论与实践,2006(9):107-112.
[3]熊升华,吴胜,陈振颂,等.广义直觉模糊熵及其在权重确定中的应用[J].控制与决策,2017,32(5):845-854.
[4]苏飞. 城市道路路网交通运行状态分析方法及应用研究[D].北京交通大学,2017.
关键词:交通工程;综合客运枢纽;疏散效果评价;实时数据采集;换乘疏散
1 评价指标
1.1 评价指标选定
在客运枢纽站疏散评价中,影响因素较多,关系错综复杂,有些指标对影响因素的评价具有一定的不确定性和模糊性,比较难以量化,而有些指标可直接量化分析,故在对枢纽疏散效果进行评价分析时,多指标下枢纽疏散效果评价等级并没有一个明确的划分界限,是一个模糊的概念,多指标分层评价法可有效地解决这一问题。
综合考虑,评价指标体系分为两层,选取轨道交通、常规公交、出租车以及长途客车四个一级疏散评价指标,利用模糊评价法计算疏散评价指标权重。从枢纽离站客流疏散方式的角度层面,采集能反映乘客在枢纽疏散过程中的指标数据,筛选分析后选取待疏散人数、疏散时间和等车时间三个二级疏散评价指标。将采集的枢纽客流数据经过分析处理后,利用熵权法确定疏散评价指标权重。
2 疏散效果评价模型
2.1 评价等级划分
上述评价指标体系中包含了多个评价指标,而利用单个指标本身并不能得出合理的离站客流疏散效果评价结果。由于各项评价指标数据的取值范围和对疏散评价结果的重要性各不相同,为了得到一个客观合理的评价结果,并且能直观反映枢纽疏散效果。首先需要对采集的疏散评价指标数据进行分级。首先根据实时采集的大量客流数据,在统计分析后,本文将客流疏散效果评价等级分为五级(1级,2级,3级,4级,5级),即1级疏散效果最好,2级疏散效果次之,以此类推。可将客流疏散效果评价结果分为五级(1级,2级,3级,4级,5级),即1级疏散效果最好,2级疏散效果次之,以此类推。
然后将单一指标的客流数据依据合理的评价等级划分范围,确定单一指标的客流数据枢纽疏散效果的模糊区间范围,通过疏散效果评价指标在不同疏散状态下的区间范围,将评价指标观测值相对应的等级区间范围转化为直觉模糊数,根据直觉模糊熵理论,计算各指标的模糊熵,结合模糊评价和熵权法构建综合客运枢纽客流疏散效果评价模型。
2.2 评价模型构建
首先建立枢纽疏散效果评价的因素集和评价集,然后确定基于换乘方式对疏散效果影响的一级指标权向量;确定待疏散人数、等车时间和疏散时间三个指标因素的二级指标权向量;然后按照疏散等级划分标准计算样本数据的疏散评价指标值,进行规范化处理后建立因素指标评判矩阵;最后运用模糊运算法则进行综合运算,归一化处理得到因素对等级评价集的隶属向量,即疏散评价结果。
3 实例分析
3.1 数据采集
分别以重庆北站8月7日(工作日)、9月7日(非工作日)和9月30日(节假日)客流数据为实验对象,对综合客运枢纽客流疏散效果评价模型进行可行性和实用性验证。处理并分析客流数据后,发现在每天客流高峰时期(8:00-22:00),这段时间待疏散人数和枢纽到达区人数会随着时间出现明显波动的情况,当枢纽旅客到达区人数增加,各疏散区待疏散人数也会随之增加,反之亦然。等车时间和疏散时间也与枢纽到达人数也有类似相关关系。故可采用上述模型疏散评价指标,对整个客运枢纽客流疏散效果进行评价分析。
依据评价指标分级范围,根据实时客流数据确定待疏散人数、疏散时间和等车时间对应枢纽疏散效果的模糊区间范围。
3.2 计算权重系数
求解基于多方式的综合客运枢纽客流疏散效果评价模型的权重,以计算9月30日的一级指标出租区下的二级指标待疏散人数、等车时间和疏散时间的指标权重系数为例:
(1)选取样本:
选取8:00-22:00时段28个表示出租车区疏散效果的样本数据,含待疏散人数、等车时间和疏散时间3个因素指标,形成原始因素枢纽疏散效果评价数据集,表示数据样本中第个评价指标下的第个数据值。数据集表示如下:
(3-1)
其中: ——在时刻的待疏散人数(人/30分钟);
——在时刻的等车时间(分钟);
——在时刻的疏散时间(分钟)。
(2)计算一级指标换乘方式权重:
现邀请多位综合交通规划领域专家对重庆北站的换乘方式进行两两比较,依据1~9标度法,针对换乘方式的选择对客流疏散效果重要性进行打分,构建判断矩阵,计算出各指标的权重以及检验判断矩阵的一致性。
(3)计算二级指标权重:
1)输入出租车区评价数据集及对应的区间数;
2)规范化处理,转化为直觉模糊数;
3)利用熵权法,确定待疏散人数、等车时间和疏散时间三个评价指标的熵权取值范围;
4)利用最优化理论,计算评价指标的熵权最优取值,计算得到熵权值如下;
5)同理可得:轨道区、公交区和长途区的权重取值,二级指标权重。
3.3 枢纽疏散效果综合评价
(1)利用出租車区数据评价集,标准化处理数据,计算评价指标综合值;
(2)计算二级评价指标出租区的加权平均值;
(3)同理可计算出轨道区,公交区和长途区的评价指标加权平均值;
(4)计算枢纽疏散等级综合评价结果。
3.4 结果分析
重庆北站的离站客流疏散效果,在单日时间分布上,具有明显的时间分布规律,尤其是在9月30日(节假日)这天,重庆北站的客流疏散效果具有明显峰值特征,在11:00-12:00、16:00-17:00和18:30-19:30时间段内,重庆北站的疏散效果最差,达到疏散效果较差的评价等级,在9:30-10:00时间段内,疏散效果最佳,达到疏散效果较好的评价等级。其次,在节假日、工作日和非工作日上也具有明显的区别,重庆北站在工作日、非工作日期间的客流疏散效果明显优于节假日期间的疏散效果;在9月7日(非工作日),重庆北站客流疏散效果整体变化较小且基本处于疏散效果较好的评价等级,说明当日客流疏散状态运行平稳;在8月7日(工作日),重庆北站客流疏散效果较非工作日期间波动剧烈且基本处于疏散效果一般的评价等级。
4 研究结论
本文通过构建客运枢纽客流疏散效果评价指标体系,基于模糊评价和熵权法,提出和建立了综合客运枢纽客流疏散效果评价模型,可对整个客运枢纽客流疏散效果进行整体性量化分析评价。选取重庆北站客运枢纽为研究实例,采集枢纽实时离站客流数据,对模型进行可行性和实用性校核检验,验证了本文提出的模型具有一定的理论和实用价值,对提高枢纽管理水平、提高枢纽客流疏散效率以及提升枢纽的服务质量具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]沈俊娜.铁路客运枢纽站与城市交通衔接研究[D].华南理工大学,2010.
[2]兰继斌,徐扬,霍良安,等.模糊层次分析法权重研究[J].系统工程理论与实践,2006(9):107-112.
[3]熊升华,吴胜,陈振颂,等.广义直觉模糊熵及其在权重确定中的应用[J].控制与决策,2017,32(5):845-854.
[4]苏飞. 城市道路路网交通运行状态分析方法及应用研究[D].北京交通大学,2017.