操志強(qiáng)

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軌道交通突發(fā)事件應(yīng)急聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織仿真應(yīng)用研究

操志強(qiáng)

上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，上海 200231

軌道交通作為城市綜合交通運(yùn)輸尤其是公共交通運(yùn)輸體系的骨干，在承擔(dān)公眾日常出行方面起到了支撐性的作用。行業(yè)特點(diǎn)：點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)、人流量密集、突發(fā)事件應(yīng)急應(yīng)對(duì)難度高等，一旦發(fā)生突發(fā)事件，極易引發(fā)車輛延誤、服務(wù)中斷，從而導(dǎo)致大客流積滯，造成巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響，突發(fā)事件的應(yīng)急處置除依靠軌道交通行業(yè)自身運(yùn)力配置外，需要通過其他各種交通方式進(jìn)行聯(lián)動(dòng)配合，才能實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件客流疏散應(yīng)急應(yīng)對(duì)高效、有序。當(dāng)前，利用優(yōu)秀的仿真較好地量化支持突發(fā)事件應(yīng)急方案的分析和評(píng)估，從而提升事故事件應(yīng)急應(yīng)對(duì)能力的應(yīng)用越來越受到行業(yè)管理部門的重視。為此，本文以客流疏導(dǎo)作為入口，從構(gòu)建應(yīng)急聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案仿真模型為主體，利用應(yīng)急聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方式其邏輯架構(gòu)以及數(shù)據(jù)交換模式為依托，對(duì)應(yīng)急方案效果進(jìn)行的整體評(píng)價(jià)，從而為軌道交通應(yīng)急管理等工作提供參考。

軌道交通；應(yīng)急仿真；聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織

1 概述

軌道交通行業(yè)作為城市公共交通體系的重要組成部分，有點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)、人流量密集等特點(diǎn)，行業(yè)突發(fā)事件應(yīng)急應(yīng)對(duì)要求高，一旦出現(xiàn)線路延誤或運(yùn)行中斷的情況，極易導(dǎo)致大面積的客流滯留，社會(huì)影響經(jīng)濟(jì)影響巨大。為了有效提高突發(fā)事件的快速反映能力，確保人們的出行安全，在疏導(dǎo)乘客時(shí)都會(huì)采用多種交通配合的聯(lián)動(dòng)疏運(yùn)乘客的方式。而在聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案的選擇方面，將關(guān)系到突發(fā)事件應(yīng)急應(yīng)對(duì)效果。當(dāng)前，如何運(yùn)用仿真方式可對(duì)方案準(zhǔn)確、全面的評(píng)價(jià)分析，進(jìn)而確定突發(fā)事件應(yīng)對(duì)最優(yōu)方案具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在仿真工具方面，聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織所涉及的軌道交通、地面交通以及乘客三大主體均有各自的仿真軟件，軌道交通仿真軟件主要由國外開發(fā)，例如RailSys、OpenTrack、STRESI等；地面交通仿真軟件主要有Vissim、Paramics、TransModeler等；客流仿真屬于行人交通仿真范疇，一般選擇Legion、SimWalk及MassMotion。

綜上所述，對(duì)于聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織的各大主體都有比較成熟的仿真工具，且仿真在應(yīng)急方案的評(píng)估中也得到了較為廣泛的應(yīng)用，但目前各自為主的仿真工具并不能較好地支持聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案的評(píng)價(jià)分析，協(xié)同仿真模型鮮見，因此需要進(jìn)一步研究。

軌道交通突發(fā)事件發(fā)生后，管理部門依據(jù)事件具體情況，啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，調(diào)整地鐵列車運(yùn)行方案，地鐵車站內(nèi)部隨之采取客流組織措施，同時(shí)實(shí)施站外交通組織方案，安排乘客使用地面交通方式到達(dá)目的地，根據(jù)客流需求的大小判斷是否啟動(dòng)臨時(shí)公交接駁，盡量減少保障站外社會(huì)車輛的正常運(yùn)行。

2 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織仿真模型

2.1 仿真邏輯架構(gòu)

基于聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案的實(shí)施內(nèi)容，本文以客流作為紐帶提出軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織仿真邏輯模型，其邏輯架構(gòu)如圖1所示。模型主要包括軌道交通列車運(yùn)行仿真、地面公交運(yùn)行仿真和車站客流仿真三部分。

仿真步驟：首先將軌道交通列車運(yùn)行仿真、地面公交運(yùn)行仿真的結(jié)果以及客流數(shù)據(jù)導(dǎo)入中間庫，通過主控程序獲得車站客流仿真的輸入?yún)?shù)；然后把輸入?yún)?shù)導(dǎo)入車站客流仿真，將車站客流仿真結(jié)果反饋至中間庫；最后通過主控程序?qū)χ虚g庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得到仿真評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，軌道交通列車運(yùn)行仿真結(jié)果主要包括正常情況和突發(fā)情況下列車抵達(dá)/出發(fā)/停留時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間；地面公交運(yùn)行仿真結(jié)果主要包括公交抵達(dá)/出發(fā)/停留時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間，以及公交和社會(huì)車輛的運(yùn)行速度、排隊(duì)長(zhǎng)度、延誤；車站客流仿真結(jié)果主要包括乘客的到達(dá)率、聚集密度、排隊(duì)長(zhǎng)度。而所獲得的車站客流仿真輸入?yún)?shù)主要為地鐵列車及公交的到發(fā)時(shí)刻、進(jìn)站/下車客流矩陣。所設(shè)計(jì)模型基于歷史客流OD，需事先考慮乘客分流損失，可參照相關(guān)研究[1]計(jì)算客流需求，對(duì)客流分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。

在反饋關(guān)系方面，通過軌道交通列車運(yùn)行仿真以及車站客流仿真可獲得接駁客流數(shù)量，就此可計(jì)算得出應(yīng)急公交實(shí)際運(yùn)能需求，這將作為公交應(yīng)急聯(lián)動(dòng)方案制定的主要參考條件；而通過地面公交運(yùn)行仿真可獲得站外交通運(yùn)行情況，這將作為軌道交通運(yùn)輸組織策略調(diào)整的主要依據(jù)。

圖1 軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案仿真邏輯架構(gòu)

2.2 數(shù)據(jù)流交換

在三個(gè)仿真系統(tǒng)模塊的協(xié)同仿真過程中數(shù)據(jù)流交換始終貫穿，即通過確定兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換機(jī)制，建立系統(tǒng)間一對(duì)一的翻譯程序，從一個(gè)系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)并寫入到另一個(gè)系統(tǒng)中[2]，使得各仿真系統(tǒng)以數(shù)據(jù)流的形式進(jìn)行協(xié)作，從而完成協(xié)同仿真。各仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)流交換具體過程如下：

從軌道交通列車運(yùn)行仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果模塊輸出“列車到發(fā)時(shí)刻”至中間庫，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客生成模塊；通過主控程序?qū)ⅰ傲熊嚨桨l(fā)時(shí)刻”結(jié)合客流OD處理得到“軌道交通客流交換表”（主要包括進(jìn)站、下車客流矩陣），由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客需求模塊。

從地面聯(lián)動(dòng)公交運(yùn)行仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果模塊輸出“公交到發(fā)時(shí)刻”至中間庫，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客生成模塊；通過主控程序?qū)ⅰ肮坏桨l(fā)時(shí)刻”結(jié)合客流OD處理得到“公交客流交換表”，由中間庫輸入至車站客流仿真系統(tǒng)的乘客需求模塊。

從三個(gè)仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果模塊輸出相應(yīng)的仿真結(jié)果至中間庫，主控程序?qū)χ虚g庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到仿真評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案仿真

本文選取上海地鐵2號(hào)線事故案例進(jìn)行分析，某工作日上午10：00至11：00江蘇路站至南京西路站區(qū)段發(fā)生線路故障，依據(jù)《上海地鐵總調(diào)所運(yùn)營突發(fā)事件處置預(yù)案》[3]，事故發(fā)生后徐涇東站至江蘇路站、人民廣場(chǎng)站至廣蘭路站采取小交路運(yùn)行。

3.1 聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案設(shè)計(jì)

本文主要選擇江蘇路地鐵站作為研究對(duì)象，即為負(fù)責(zé)清客的折返站，對(duì)站外交通的影響較大。按照公交車輛行駛的優(yōu)先程度以及對(duì)社會(huì)車輛的影響程度進(jìn)行劃分，提出四套聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案。

方案一（無應(yīng)急組織）

無應(yīng)急交通控制，維持現(xiàn)狀交通管理，利用常規(guī)公交接駁。

方案二（不優(yōu)先）

無應(yīng)急交通控制，維持現(xiàn)狀交通管理。設(shè)置聯(lián)動(dòng)公交接駁線路（江蘇路站至人民廣場(chǎng)站），兩邊車站對(duì)向發(fā)車，每批次共5輛公交車輛，發(fā)車間隔為10分鐘。8號(hào)出口附近設(shè)置應(yīng)急公交接駁站點(diǎn)，聯(lián)動(dòng)公交車輛從愚園路西進(jìn)口或江蘇路北進(jìn)口進(jìn)入車站組織區(qū)域。江蘇路（長(zhǎng)寧路-愚園路）路段非機(jī)動(dòng)車道作為蓄車組織區(qū)域。返回的聯(lián)動(dòng)公交車輛在愚園路清客，駛至安西路、長(zhǎng)寧路，再返回蓄車組織區(qū)域。

方案三（適當(dāng)優(yōu)先）

江蘇路愚園路路口江蘇路方向車輛（除應(yīng)急車輛）禁止左轉(zhuǎn)，信號(hào)相位改變?yōu)閮上辔唬?lián)動(dòng)公交接駁線路設(shè)置同方案二。

方案四（絕對(duì)優(yōu)先）

江蘇路愚園路路口所有車輛（除應(yīng)急車輛）禁止左轉(zhuǎn)，信號(hào)相位同樣為三相位（變?yōu)閼?yīng)急左轉(zhuǎn)專用信號(hào)），江蘇路及愚園路設(shè)置應(yīng)急公交專用道及應(yīng)急專用信號(hào)。聯(lián)動(dòng)公交接駁線路設(shè)置同方案二。

3.2 方案仿真評(píng)價(jià)分析

運(yùn)用本文提出的聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案仿真模型對(duì)四種方案進(jìn)行仿真分析，仿真界面如圖2所示。

圖2 方案仿真界面

仿真輸出結(jié)果如表1所示，采用基于熵值賦權(quán)的TOPSIS法對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，得到每個(gè)方案對(duì)理想解的相對(duì)接近度，根據(jù)越大所對(duì)應(yīng)的方案越優(yōu)的原則，得出結(jié)論即方案三最優(yōu)。

表1 仿真輸出結(jié)果

表2 各方案的相對(duì)接近度

4 結(jié)論

通過對(duì)軌道交通突發(fā)事件下聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織仿真應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際案例有效構(gòu)建了“一體化”的協(xié)同仿真模型，針對(duì)客流量分析將軌道交通與地面交通聯(lián)動(dòng)方案相聯(lián)系，形成了聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織仿真體系。通過案例展示仿真應(yīng)用效果，并證明該仿真模型能較好評(píng)價(jià)聯(lián)動(dòng)運(yùn)輸組織方案。在軌道交通突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)以及與應(yīng)急預(yù)案演練方面提供，應(yīng)急方案效果評(píng)價(jià)依據(jù)，為處置突發(fā)事件選取優(yōu)質(zhì)方案提供科學(xué)的決策支持，有效提升軌道交通行業(yè)應(yīng)急管理水平。

[1] 劉王瑞.城市軌道交通突發(fā)事件下地面公交聯(lián)動(dòng)對(duì)策與方法研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2014.

[2] 姚廷強(qiáng)，遲毅林，黃亞宇.數(shù)據(jù)交換在協(xié)同設(shè)計(jì)與仿真中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2007 （2）：4-6.

[3] 上海地鐵總調(diào)度所運(yùn)營突發(fā)事件處置預(yù)案[R]，2006.

操志強(qiáng)，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，碩士研究生，工程師。

U298

A

1009-6434（2017）04-0139-03