楊 文,張 彥
(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所,北京 100081)
高速鐵路客運(yùn)服務(wù)特點(diǎn)是:客運(yùn)服務(wù)設(shè)施集成化和自動(dòng)化程度高。為了減少旅客出行過(guò)程中的時(shí)空消耗,需要高速鐵路客運(yùn)站為旅客提供的客運(yùn)服務(wù)進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià),廣播服務(wù)作為客運(yùn)服務(wù)的重要內(nèi)容之一對(duì)旅客在車(chē)站行為產(chǎn)生重要的影響,開(kāi)始檢票廣播是廣播服務(wù)最重要的內(nèi)容,不同的開(kāi)始檢票廣播播放時(shí)間會(huì)造成旅客在檢票的過(guò)程中排隊(duì)長(zhǎng)度和等待時(shí)間不同,對(duì)其展開(kāi)研究能夠?yàn)槁每瓦M(jìn)站檢票上車(chē)的流暢性提高提供一種解決問(wèn)題的思路。虛擬仿真是解決這一問(wèn)題實(shí)際方法。
SRA IL仿真系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軌道交通咨詢(xún)和教育領(lǐng)域,可對(duì)樞紐運(yùn)能評(píng)估、樞紐設(shè)計(jì)評(píng)估、運(yùn)營(yíng)手段有效性評(píng)估和應(yīng)急預(yù)案輔助決策等。
SRAIL主要功能如下:
(1)樞紐設(shè)計(jì)圖紙的導(dǎo)入和仿真場(chǎng)景生成;(2)仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入與管理;(3)仿真客流的多模式生成;(4)仿真過(guò)程的二維實(shí)時(shí)展示;(5)仿真指標(biāo)的計(jì)算與數(shù)據(jù)分析;(6)仿真數(shù)據(jù)錄制與回放;(7)仿真結(jié)構(gòu)三維展示。
1.2.1 Logit模型
如圖1所示,旅客接受檢票廣播服務(wù)從候車(chē)區(qū)域進(jìn)入檢票隊(duì)列接受服務(wù)或者從候車(chē)區(qū)域以外直接到隊(duì)列接受服務(wù),服務(wù)完成后從相同的方向離去。旅客在接受廣播信息服務(wù)之前有決策是否立即排隊(duì)。開(kāi)檢時(shí)間和排隊(duì)長(zhǎng)度時(shí)主要影響旅客候車(chē)和排隊(duì)的因素。
因此,基于廣播信息旅客行為選擇概率可用Logit模型計(jì)算:
圖1 基于廣播信息的旅客等候排隊(duì)分析
Pj:表示旅客等候排隊(duì)概率;
un:表示排隊(duì)等候效用。
旅客等候概率為:
P1為旅客等候的概率。
旅客排隊(duì)概率為:
旅客等候的效用值:
v1:表示等候效用函數(shù);
t1:表示距離發(fā)車(chē)的時(shí)間(0<t1<開(kāi)檢前10 min);
l:表示檢票設(shè)施前排隊(duì)長(zhǎng)度;
α1、β1:分別表示檢票時(shí)間和排隊(duì)長(zhǎng)度的參數(shù);
ε1:表示開(kāi)檢廣播的隨機(jī)效用。
旅客檢票排隊(duì)效用:
v2:表示等候效用函數(shù);
α2、β2:分別表示檢票時(shí)間和排隊(duì)長(zhǎng)度參數(shù);
ε2:表示開(kāi)檢廣播的隨機(jī)效用。
1.2.2 旅客候車(chē)檢票模型算法流程
(1)初始化樞紐環(huán)境,創(chuàng)建網(wǎng)格、單元、控制點(diǎn);
(2)生成0~N的整數(shù)隨機(jī)序列,并順序選擇隨機(jī)序列中的元素j,選擇編號(hào)為j的旅客為當(dāng)前決策旅客;
(3)生成j旅客檢票行為概率和候車(chē)行為概率;
(4)比較j旅客的概率p與旅客檢票概率pj,概率大于旅客行為是檢票,否則旅客行為是候車(chē);
(5)判斷j旅客是否檢票上車(chē),完成,流程結(jié)束。否則,更新生成j旅客概率,返回執(zhí)(3)重新判斷。算法流程如圖2所示。
目前,針對(duì)高速鐵路車(chē)站旅客聚集規(guī)律進(jìn)行研究,列車(chē)開(kāi)車(chē)前20 min~25 min旅客集中到達(dá)。旅客提前到站時(shí)間分布概率函數(shù)密度:
圖2 旅客候車(chē)檢票模型算法流程
x:表示旅客提前到達(dá)車(chē)站時(shí)間(單位:min)。
旅客提前到達(dá)分布圖如圖3所示。
圖3 旅客提前到達(dá)分布圖
2008年8月正式重新開(kāi)通運(yùn)行的北京南站占地面積49.92 m2,建筑面積42萬(wàn) m2。主站房建筑面積31萬(wàn) m2,建筑地上兩層,地下三層。地上二層是高架的旅客候車(chē)層,面積47 654 m2,中央為候車(chē)大廳,總面積為3.5 m2,東西兩側(cè)是進(jìn)站大廳各4個(gè)14 m寬的入口,自南向北依次為京津城際候車(chē)區(qū)、京滬高速候車(chē)區(qū)、普通候車(chē)區(qū)。北京南站基本設(shè)施如表1。
表1 北京南站基本設(shè)施配置
由于目前北京南站普速列車(chē)開(kāi)行方向、客流到達(dá)、列車(chē)編組與京滬高速相似,所以針對(duì)普速場(chǎng)的開(kāi)始檢票廣播方案仿真評(píng)估與京滬方向開(kāi)始檢票廣播方案一樣。為了便于車(chē)站工作人員管理組織,列車(chē)開(kāi)始檢票廣播時(shí)間應(yīng)以5 min的整數(shù)倍制定。
(1)京滬方向
方案1:京滬高鐵始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間保持現(xiàn)狀不變;
方案2:京滬高鐵始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間改為離發(fā)車(chē)前25 min播放;
方案3:京滬高鐵始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間改為離發(fā)車(chē)前15 min播放。
(2)京津方向
方案1:京津城際始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間保持現(xiàn)狀不變;
方案2:京津城際始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間改為離發(fā)車(chē)前20 min播放;
方案3:京津城際始發(fā)檢票廣播播放時(shí)間改為離發(fā)車(chē)前10 min播放。
本文在SRA IL仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真,將北京南站的基本設(shè)施、客流到達(dá)規(guī)律、各設(shè)施的服務(wù)時(shí)間和檢票廣播時(shí)間等輸入到仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
經(jīng)過(guò)SRA IL系統(tǒng)仿真,不同的開(kāi)始檢票廣播時(shí)間分別得到以下結(jié)果。
圖4 平均排隊(duì)長(zhǎng)度
由圖4得出京滬(普速)方向和京津方向在執(zhí)行第2種方案時(shí),旅客排隊(duì)過(guò)程中旅客的平均排隊(duì)長(zhǎng)度最小 ;京津方向列車(chē)編組(8編組)小于京滬(普速)方向編組(16編組),京津方向在每個(gè)開(kāi)始檢票廣播時(shí)間輸入條件下的平均排隊(duì)長(zhǎng)度都要小于京滬(普速)方向的排隊(duì)長(zhǎng)度。
由圖5得出京滬(普速)方向和京津方向在執(zhí)行第2種方案時(shí),旅客檢票排隊(duì)過(guò)程中,旅客平均等待時(shí)間最??;京津方向列車(chē)編組(8編組)小于京滬(普速)方向編組(16編組),京津方向在每個(gè)檢票廣播方案輸入條件下的平均等待時(shí)間都小于京滬(普速)方向的平均排隊(duì)時(shí)間。
對(duì)北京南站廣播檢票流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真得出以下結(jié)論:
圖5 平均等待時(shí)間
(1)北京南站京滬高速和普速場(chǎng)輸入現(xiàn)有檢票廣播方案仿真,得到的平均排隊(duì)長(zhǎng)度、平均等待時(shí)間大于采用第2種檢票廣播方案仿真時(shí)得到的指標(biāo);小于第3種方案得到的指標(biāo)。
(2)北京南站京津城際方向輸入現(xiàn)有檢票廣播方案仿真,得到的平均排隊(duì)長(zhǎng)度、平均等待時(shí)間大于采用第2種檢票廣播方案仿真得到的指標(biāo)。小于第3種方案得到的指標(biāo)。
綜上所述,在保持北京南站現(xiàn)有檢票設(shè)施不變情況下,以提高旅客在檢票過(guò)程的流暢性為目的,改變開(kāi)始檢票廣播時(shí)間得到最優(yōu)結(jié)果,即:
(1)北京南站京滬高速和普速場(chǎng)播放開(kāi)檢廣播時(shí)間為提前25 min。
(2)北京南站京津場(chǎng)開(kāi)檢廣播提前至20 min。
本文應(yīng)用SRA IL仿真軟件對(duì)北京南站高架層開(kāi)始檢票廣播的時(shí)間方案動(dòng)態(tài)仿真分析,針對(duì)不同的開(kāi)始檢票廣播時(shí)間造成旅客在檢票口的平均排隊(duì)長(zhǎng)度和平均等待時(shí)間不同提出方案,并得到最優(yōu)的開(kāi)始檢票廣播時(shí)間方案。
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