专家视点
——地铁站运营中的优化思想
发布时间:2017-11-03     字号: [小] [中] [大]

    本人最近观察到了武汉市的地铁站的两个特性:第一,武汉市的地铁站很拥挤;第二,地铁站内的工作人员工作很单调。

    武汉地铁站目前的运营流程是存在一定的问题的。通常武汉市的地铁站分为候车区和其它区域(不包括候车区的全部属于地铁站的区域),有的区域甚至涉及到了类似机场的消费服务区,不同区域之间又存在着连结,例如从1楼到2楼有的乘客需要乘坐升降电梯完成,进入候车区域时需要经过安检系统。

    影响到人乘坐地铁感受的通常为地铁站中平均人流量(当然这涉及到不同时间段的情况,例如上下班高峰的平均人流量会很大,但目前加入对时间的考察会将问题展现的过于复杂)。而直接影响平均人流量的因素有单位时间内进入地铁站的乘客数(p)、地铁站候车区域的平均人数(s)以及单位时间内地铁的可载乘客量(r*c)(其中r为单位时间内地铁本身的流量,c为平均每辆地铁的剩余载客量)。

    首先,前提有总的地铁站滞留时间应该尽可能的平均到每个区域之中,这样就使得“瓶颈”问题得到解决,而这就主要涉及到需要设计好地铁站将将经过每个区域与区域的衔接的时间尽可能相同。这样就有:

    平均乘客的滞留时间(t)=⌈s/(r*c)⌉

    在此处,假设了单位时间内进入地铁站的乘客数(p)等于单位时间内地铁的可载客量(r*c),当然这显然不符合现实生活,但由于白天的时候p通常是远小于r*c的,而到上下班高峰时期p又通常远大于r*c,因此将平均的p设为等于r*c有助于简化整个模型。再加上模型本身就是建立在单位时间段内的思想,因此如果p不等于r*c则会影响到下一单位时间内的s,这将不能用简单的线性规划来解决问题。

    我们的目标肯定是使得单个乘客的滞留时间尽可能的短,在仅考虑能对地铁发车安排作出改变时,我们可以得到:

    Min(t)=⌈(s+p)/(r*c)⌉

    这里用了上取整符号是因为防止乘客进入地铁是是站在不改变地铁容量的情况下则需要考虑地铁的发车间隔,间隔小意味着成本高,假设额外发一趟车成本需要资本成本(m)与人力成本(h),资本成本包括了电力的使用成本,地铁的损耗等等;相比之下,人力成本可能更高。但这两种成本之和不得大于地铁运营公司对于单趟地铁运营的预期成本(L)(通常这个预期成本是地铁公司已经根据自身的经营情况得出的),即:

m+h<L

    同时,目前对于m和h本身是有一定的约束的,目前对于m和h的约束本人还在研究之中,可能需要用到很多现实中的数据,但大致的思路是额外发生的成本不得大于平均发一趟地铁的成本。最后就是简单的线性规划,可以将t的值得到。

    这其中涉及到很多的具体问题,目前这只是本人的一个大致思路,可以朝地铁发车间隔的思路来发展。后期将引入更多的具体数据及理论内容。


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