城市轨道交通票务清分方法探讨范文

摘要：为建立简单有效的城市轨道交通票务清分体系，保证清分方法的实操性和精度，从乘客路径选择行为角度对票务清分的影响因素进行探讨，结合相关调研数据对客流径路筛选因素进行选取，即以出行时间、换乘次数 (换乘方便程度)、乘坐站数及乘坐里程作为客流划分的主要筛选因素。以客流属性为划分依据，构造出行阻抗，在各类客流中分别进行“双比例”清分，完成模型的构建。最后选取广州轨道交通 2 组 OD 应用于清分模型，通过比较分析，模型计算得出的客流分配比例与实际调查结果比较接近，进而验证了模型的准确性和实用性。

关键词：城市轨道交通；票务清分；路径选择行为；客流属性；客流分配

0引言

随着城市轨道交通的迅速发展，多方运营的模式被越来越多的城市采纳。城市轨道交通线网结构越发复杂，乘客在出行路径的选择上更具多样性，加之传统的票务清分手段在一票换乘的情况下已经不再适用，因而建立简单有效的票务清分体系已经成为运营中不可避免的难题。在城市轨道交通中，由于无法获知乘客的具体路径选择，只能采用近似模拟的方法尽可能地反映客流在整体上及大多数情况下各路径的总体分配情况，主流思路是“双比例”清分，即首先确定各路径所分摊的客流比例，然后按照运营线路的贡献分担比例进行票务清分。由于国外大多数城市并不存在换乘上的清分过程，甚至在多运营方模式下也基本是各运营方单独核算，整个清分过程简单清晰，因而相关的研究较为缺乏。国内对票务清分的研究主要是在“双比例”清分方法的基础上，对路径的选择和比例的计算等方面不断改进创新。主要有：赖树坤[1]提出的方法考虑了OD间多条有效路径的选择，并以选择概率和各运营方对线路的投资建设比例作为收益清分的权重；贾楠[2]提出的“一保障，两比例，三阶段”方法引入了政策性保障，并对路径选择进行优化；韦强等[3]引入了路径代价的概念，提出多路径大概率优先综合清分方法，求解各路径的选择概率；陶玥等[4]提出的基于出行阻抗的有效路径选择概率模型为了保证收益的合理分配，在计算中引入换乘里程的概念。目前的研究主要是把所有客流作为整体，运用广义费用进行客流分配和票务清分[5-9]，对于不同客流在路径选择中的差异性考虑较少。客流分配上的问题主要表现在：一些过于简便的分配方法虽然应用简单，但精度过低，与实际出入较大；一些复杂的模型变量及参数过多，在实际运用中难以有效标定。以广州轨道交通为例，广州轨道交通很早便开始采用“双比例”进行票务清分，在6号线建成之前主要将一个OD之间的全部客流分配到里程最短的有效路径上，这与实际客流情况有所差距。因此，在6号线建成之后，广州轨道交通提出多因素匹配法[10]，但其分配比例没有考虑客流的属性差异，不同路径之间的加速分摊计算规则在理论上也没有很好的科学支撑，该方法的结果虽然在某些典型OD上较为符合，但推广到全网之后，其效果究竟如何值得商榷。为此，从乘客路径筛选行为的角度进行探讨，重点研究“双比例”中的客流分配比例，根据客流属性分别进行清分，提出在实际运营工作中简单有效的清分算法。

1城市轨道交通票务清分影响

因素分析影响城市轨道交通票务清分的因素有很多[11-13]，具体到每一OD间的票款收益分配时，由于各路径中线路的贡献分担比例相对固定，在乘客OD间的路径选择无法获知的情形下，有效路径的客流分配预估显得尤为重要。将影响清分的各种因素归纳为以下4类：乘客的经济社会因素、乘客的出行特征因素、轨道交通网络特性因素及运营方管理因素。为了解相关因素对客流径路筛选的影响，对广州轨道交通乘客进行了问卷调研，选择出行时间、换乘次数(换乘方便程度)、乘坐站数及乘坐里程作为路径选择首要考虑因素的乘客占调查总体的90%，所占比例分别为47%、20%、11%和13%，其余因素如舒适度(拥挤程度)、安全性、正点率、其他占比不大，均不超过5%。由此可得在众多可选因素下，乘客主要以出行时间、换乘次数(换乘方便程度)、乘坐站数和乘坐里程作为路径选择的首要考虑因素。因此，在径路筛选时，可以将客流按以上4种因素进行客流划分，一般而言：①以出行时间作为主要考虑因素的客流对时间和效率的要求较高，一般是男性乘客、年轻乘客、学生与工薪阶层、高峰期客流等；②以换乘次数(换乘方便程度)作为主要考虑因素的客流倾向于选择换乘次数少且方便舒适的路径，一般是行动与换乘不便的老弱病残孕客流、收入水平较高的客流、以休闲娱乐为出行目的的客流、平峰期客流、舒适度要求较高的客流等；③以乘坐站数作为主要考虑因素的客流一般是外来人口客流、前往当地旅游的客流，因为其对时间、里程、换乘等因素没有及时形成相应的概念，更多只能考虑乘坐站数而选择相应的出行路径；④以乘坐里程作为主要考虑因素的客流多为私家车主、司机等经常开车的人群，其乘坐轨道交通的频率较低，一般习惯以里程衡量出行的支出。其他因素虽然也会引起乘客路径选择的改变，但相对而言与以上4种因素的影响有所差距，因而在客流划分中不作为主要因素进行考虑，部分因素如舒适度(拥挤程度)会在阻抗构造分析中有所涉及。需要指出的是，乘客在路径选择时更多是基于一种主观感受去考虑，最终路径的选择可能与实际情况有所偏差。而这在宏观上，就表现为基于同一考虑因素对路径进行选择的乘客，并不会集中在该因素下的“最短”路径上，而是在几条有效路径中呈现出一定的客流分配比例。

2城市轨道交通票务清分算法

2.1清分思路

首先按照属性来划分客流，即以出行时间、换乘次数(换乘方便程度)、乘坐站数和乘坐里程作为客流划分的4个主要筛选因素，通过客流调查得到各主要因素的客流占比；然后在各类客流中分别进行“双比例”清分。（1）根据一定的清分规则，每一类客流分别对其OD选取有效路径并进行客流分配，再将对应的路径分配比例按路径进行累加，从而得到“双比例”中各路径所分配的客流比例。（2）根据路径中各运营线路的里程比进行该OD的收益分配，按路径进行累加，进而完成各运营方或线路的清分。

2.2阻抗构造

2.2.1出行时间出行时间指乘客乘坐轨道交通由起点站到终点站所花费的全部时间，包括乘车时间和换乘时间等。

2.2.2换乘次数(换乘方便程度)设计反映换乘次数的阻抗时，除换乘次数外，换乘的时间、换乘方式、换乘舒适度等因素都应该在其中有所体现。

2.2.3乘坐站数乘坐站数是指乘客选择的路径所包含的车站数，包括终点站但不包括起始站，并且每个换乘站仅算一站。

2.2.4乘坐里程乘坐里程是指乘客搭乘一次轨道交通的路径长度，所选路径的乘坐里程即为路径中各线路的里程之和。

2.3模型建立

将各类客流占总体的百分比作为各主要因素客流的概率，FTOD，FHOD，FNOD，FSOD分别对应以出行时间、换乘次数(换乘方便程度)、乘坐站数及乘坐里程为各主要考虑因素的客流概率。

3算例分析

3.1OD选取

为了检验清分模型的准确性及实用性，选取广州轨道交通中2组典型OD作为径路调研OD，分别为同和—广州火车站、五山—广州东站。再根据相关的清分规则[10，15-17]，筛选OD的有效路径。从同和到广州火车站的有效路径。在这组OD中，共有有效路径2条：①路径A是乘坐3号线北延段从同和经过3站到嘉禾望岗，并通过通道换乘的方式换乘至2号线，再经过8站到广州火车站；②路径B是乘坐3号线北延段从同和经过3站到燕塘，并通过通道换乘的方式换乘至6号线，然后经过4站到区庄(由于沙河未开通，相关数据暂不对其进行考虑)，并通过垂直换乘的方式换乘至5号线，再经过3站到广州火车站。

3.2模型应用

3.2.1系数确定

结合从同和到广州火车站各有效路径的属性值，标定相关参数。

3.2.2客流分配

仅考虑以出行时间、换乘次数(换乘方便程度)、乘坐站数及乘坐里程为主要考虑因素的4类客流，将其调研数据中各类客流占4类客流总体的百分比作为各主要因素客流的概率。

3.2.3清分结果

根据相应线路的里程数据，再结合客流分配比例，线路在各路径的里程分担比例如表8所示。从五山到广州东站的单程票价为3元，这里假设该OD间所有乘客的出行费用均为3元，再结合某日从五山到广州东站的轨道交通客流量为1214人。综上，尽管在部分因素客流中一些路径的选择概率与实际调查结果存在一定偏差，但从总体的角度看，各路径下模型与调查所得结果的误差较小，与实际情况相符，说明该模型具有一定的准确性和实用性。

4结束语

为了保证收益能公平合理地分配到城市轨道交通各运营方或运营方的各条线路上，需要建立简单有效的清分体系。在实际运营中，乘客路径选择行为大大增加了清分的难度。即便是同一OD间，由于考虑的因素有所差异，乘客在有效路径的选择中也极为不同，甚至是以同一因素为考虑首选的乘客，由于自身感知及判断标准的不同，最终选择的路径也有差异。因此，如何准确把握乘客路径选择行为，是研究清分问题的关键所在，这也将是今后城市轨道交通票务清分的主要研究方向。

参考文献：

[1]赖树坤.城市轨道交通票务清分方法研究[D].北京：北京交通大学，2008.

[2]贾楠.城市轨道交通票务清分问题研究[D].北京：北京交通大学，2008.

[3]韦强，谢宗毅，诸仕荣，等.基于概率模型的轨道交通清分算法[J].城市轨道交通研究，2009(9)：43-46，51.

[4]陶玥，张冬泉.城市轨道交通票款清分方法[J].都市快轨交通，2010(4)：16-19.

[7]徐永实，曲思源，徐瑞华.城市轨道交通客流实时分布算法研究[J].铁道运输与经济，2017，39(5)：82-87.

[8]陈阳.基于复杂换乘的城市轨道交通客流分配[D].成都：西南交通大学，2017.

[9]李原.城市轨道交通网络换乘客流分配研究[D].成都：西南交通大学，2017.

[10]吕利民.广州市轨道交通系统线网票务收益清分应用研究[D].广州：华南理工大学，2006.

[11]廉菲.城市轨道交通票务清分系统研究[D].西安：长安大学，2016.

[12]周玮腾，韩宝明，冯超.城市轨道交通网络客流分配模型和算法综述[J].系统工程理论与实践，2017，37(2)：440-451.

[13]晏莉颖，孟祥佩.轨道交通对居民交通方式选择的影响研究[J].铁道运输与经济，2018，40(1)：100-105.

[14]毛保华.城市轨道交通网络管理及收入分配理论与方法[M].北京：科学出版社，2007.

[15]潘祥.网络状态下的城市轨道交通清分方法研究[D].成都：西南交通大学，2014.

[16]毕丹妮.城市轨道交通无障碍换乘下票务清算问题研究[D].成都：西南交通大学，2014.

[17]马芳.城市轨道交通客流分配研究[D].成都：西南交通大学，2013.

作者：龚隽；靳文舟；郑亚晶 单位：华南理工大学