基于效用理論的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化策略

（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得城市居民出行對(duì)交通工具的需求量逐漸地增大。最近幾年，我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展有效地緩解了我國(guó)交通堵塞的問題，并且城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展對(duì)城市交通的正常運(yùn)行發(fā)揮了極其重要的作用。城市交通系統(tǒng)的快速發(fā)展不僅能夠有效地帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且也給城市居民的出行帶來(lái)了很大的方便。經(jīng)過(guò)一系列的社會(huì)統(tǒng)計(jì)調(diào)查得出，直到2010年年末，我們國(guó)家的城市軌道交通已經(jīng)有49條路線，并且交通運(yùn)營(yíng)已經(jīng)超過(guò)1 400km。因此我們可以看出，我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)步入發(fā)展的高潮階段。但是城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)展的過(guò)程中仍存在著很多的問題，比如：城市軌道交通系統(tǒng)和其他交通方式之間的兼容性較差；城市軌道路線一旦建設(shè)完成就很難靈動(dòng)的進(jìn)行調(diào)整等問題。這些問題的存在不僅嚴(yán)重影響了我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展，而且導(dǎo)致很多城市軌道交通系統(tǒng)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)虧損。所以為了使城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者紛紛加入到了提高城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理水平的研究中。本文從交通需求為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)目前城市中不同時(shí)段的客流量進(jìn)行了分析探索，從而為城市軌道交通運(yùn)營(yíng)額的提高提供了一系列的解決措施。

1 城市交通客流的形成

城市居民日常出行的需求是形成城市交通客流的主要因素，城市居民從出發(fā)地到目的地所采用的交通手段，也包括城市居民做出出行決策的過(guò)程。因此我們可以看出，城市交通客流形成主要包括兩個(gè)方面，分別是城市居民的出行需求和出行決策。

1.1 交通需求

出行者有交通需要是出行者為了如工作和生活需要而選擇的一種出行手段；出行者具備的支付能力指的是出行者在乘坐某種交通工具之后費(fèi)用的支出，其支付能力不僅包括對(duì)交通方式的費(fèi)用支配，還包括在乘坐交通工具的過(guò)程中對(duì)時(shí)間的消耗支付。

一旦滿足交通需要的條件就會(huì)產(chǎn)生交通客流量，而出行者選擇將取決于出行者的消費(fèi)水平和支付能力。現(xiàn)代城市的交通系統(tǒng)是以城市軌道交通為中心，大幅度提高城市出行者選擇城市軌道交通出行方式的喜歡程度是改善城市軌道交通經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

1.2 交通出行的決策

根據(jù)眾多的城市軌道交通系統(tǒng)決策理論，城市出行者在選擇出行方式的過(guò)程中的思考過(guò)程能夠很好地響應(yīng)效用理論，所以出行者在決策的過(guò)程中的決策觀念也能夠復(fù)合最大化原則。因此，將效用值作為決策標(biāo)準(zhǔn)是非常科學(xué)的，它不僅可以充分地反映出決策者在決策的過(guò)程中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，而且還能夠使決策者做出符合需求的決策。專業(yè)人員將交通需求效用出行的大范圍費(fèi)用用一個(gè)公式表達(dá)：

這個(gè)公式中的字母分別為：U表示城市出行主要乘坐交通方式之后所支付的平均費(fèi)用（元）；E表示出行者在乘坐交通工具時(shí)所花費(fèi)的票價(jià)（元）；a表示為某一種交通工具出行距離所需要花費(fèi)的距離費(fèi)率（%）；T表示出行者在選擇交通工具決策的過(guò)程中所花費(fèi)的時(shí)間（s）；β表示為出行時(shí)間成本當(dāng)量；M表示出行者在出行的過(guò)程中對(duì)交通工具的滿意程度（%）；n表示為滿意程度成本當(dāng)量；S表示為出行者對(duì)某一種交通工具的喜愛程度和使用頻率（%）；y表示出行者對(duì)某一種交通工具喜愛程度的成本當(dāng)量。

從專業(yè)人員總結(jié)出的這個(gè)公式我們可以看出，出行者的支付能力不僅包括對(duì)乘坐交通工具的費(fèi)用支出，而且還包括在乘坐交通工具過(guò)程中所消耗的時(shí)間。城市軌道交通系統(tǒng)中某一種交通工具的出發(fā)時(shí)間間隔和車的容量是影響出行者決策的重要因素，因?yàn)樗c出行者的支付能力直接相關(guān)。如果交通工具出發(fā)的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致出行者的時(shí)間成本明顯提高。城市軌道交通系統(tǒng)中在乘客流量穩(wěn)定的情況下，車輛的發(fā)車頻率和客流量成正比關(guān)系，指的是提高發(fā)車的頻率可以有效地提高出行者選擇交通軌道出行的吸引力。提高車輛的發(fā)車頻率，就可以有效地降低出行者的時(shí)間成本，從而可以有效增加客流量，提高城市軌道交通系統(tǒng)對(duì)客流量的吸引力，但是對(duì)于城市軌道交通系統(tǒng)中的管理者和交通司機(jī)來(lái)講，縮短每個(gè)車輛的發(fā)車時(shí)間的間隔會(huì)提高交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的成本。

2 交通方式的選擇

2.1 交通方式分擔(dān)

城市中的公交車系統(tǒng)是大型城市交通系統(tǒng)的重要組成部分。因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄏ到y(tǒng)具有運(yùn)輸容量大、速度快的優(yōu)勢(shì)，所以受到城市出行者的偏愛，而穿梭在城市中運(yùn)營(yíng)的公交車可以有效地減少出行者的步行時(shí)間，并且在乘車的過(guò)程中可以通過(guò)車窗觀看城市的人文風(fēng)情，所以也獲得了城市出行者的喜愛。

出行者在出行方式選擇的過(guò)程中，把可以選擇的交通方式假設(shè)為“選擇枝”，并且把每個(gè)能夠使出行者滿意的“選擇枝”稱為“效用”。關(guān)于“效用”專業(yè)人員做出了以下的假設(shè)：（1）出行者每次在交通工具選擇的過(guò)程中總會(huì)選擇“效用”值最大的“選擇枝”。（2）出行者會(huì)依據(jù)自己的工作特性和生活需要選擇和選擇枝選擇效用值。

讓U表示為出行者選擇選擇枝i時(shí)的效用值，C表示為出行者對(duì)應(yīng)的選擇枝的集合，則有Ui＞U，集合j包含與集合C，且j≠i時(shí)，出行者則選擇第i個(gè)選擇枝。

利用城市交通軌道的效用理論，并且結(jié)合所得出的第一個(gè)交通公式來(lái)得出分?jǐn)偰Ｐ蚐（i）：

城市軌道交通分擔(dān)率S（R）為：

常規(guī)公交分擔(dān)率S（B）為：

在交通體系中以城市軌道交通為中心，如果想要提高城市出行者對(duì)城市軌道交通方式的選擇率，就需要滿足出行者效用最大化原則，則需要滿足Ur＞Ub。

公式中的Ur表示城市出行者選擇城市軌道交通時(shí)的效用，Ub出行者選擇公交交通方式的效用。

當(dāng)公式（2）的條件得到滿足時(shí)，有S（R）＞S（B），城市軌道的運(yùn)行效率大于城市軌道的交通編程效率。

2.2 交通方式的比較

依據(jù)以上的交通需求分析結(jié)果我們可以得出，出行者選擇出行的交通方式的主要因素是個(gè)人的喜歡程度以及出行成本的高低，個(gè)人對(duì)出行方式選擇主要也受日常生活經(jīng)驗(yàn)積累、乘坐公交車的舒適度和感受等主觀因素的影響。出行的成本主要包括所支付的交通票價(jià)費(fèi)用和花費(fèi)的時(shí)間。目前，我國(guó)城市交通體系中主要是以軌道交通為中心，使得出行者出行成本提高的主要因素是發(fā)車時(shí)間間隔的延長(zhǎng)、乘坐交通工具的舒適程度下降、出行成本的費(fèi)用增加等因素，導(dǎo)致城市出行者選擇城市軌道交通系統(tǒng)出門的效率低。

交通管理者和出行者兩者之間的信息不對(duì)稱。在城市交通軌道系統(tǒng)中，城市軌道交通管理者更加追求城市軌道系統(tǒng)的最大利潤(rùn)，即提高城市軌道各資源的利用效率，從而可以有效地降低城市軌道系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的成本。而出行者的出行目標(biāo)是為了選擇出行成本低、運(yùn)作效率高、舒適程度高的交通工具。

3 提高城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理水平采取的優(yōu)化措施

對(duì)國(guó)內(nèi)外大城市的軌道交通的客流量進(jìn)行詳細(xì)的分析，當(dāng)城市軌道的客流量小于1.7 萬(wàn)人/（km·d），城市軌道交通系統(tǒng)在盈利的過(guò)程中缺乏最基礎(chǔ)的客流量，從而導(dǎo)致城市軌道交通系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中出現(xiàn)虧損的現(xiàn)象；當(dāng)城市軌道的客流量大于1.5 萬(wàn)人/（km·d），城市軌道交通系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中略有盈利；當(dāng)城市軌道客流量大于2.5 萬(wàn)人/（km·d）時(shí)，城市軌道交通系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中獲得較高的利潤(rùn)。從城市客流量的密度大小來(lái)講，盡可能多的吸引客流量可以有效地提高城市軌道利潤(rùn)的收益。

3.1 可行性

為了能夠有效地提高城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的贏取的利潤(rùn)，城市軌道交通系統(tǒng)管理者可以依據(jù)峰期的變化，將發(fā)車時(shí)間間隔進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)。城市軌道交通系統(tǒng)延長(zhǎng)車輛發(fā)車時(shí)間間隔，很大程度的增提高了出行者的出行成本，從而降低了出行的效率。當(dāng)選擇城市軌道交通出行的人數(shù)比較多的時(shí)間段時(shí)，交通管理者可以通過(guò)采用適當(dāng)縮短發(fā)車時(shí)間間隔的方式，從而降低出行者的出行成本。為了使得城市城軌交通系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中吸引更大的客流量，就需要依據(jù)客流量的變化將票價(jià)和發(fā)車時(shí)間間隔進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.2 調(diào)整城市交通系統(tǒng)發(fā)車時(shí)間間隔

出行者在乘車的過(guò)程中的舒適程度主要取決于等車時(shí)間的長(zhǎng)短。從城市軌道交通系統(tǒng)管理者目標(biāo)效應(yīng)最大化的角度來(lái)講，交通系統(tǒng)管理者可以適當(dāng)?shù)乜s短軌道交通發(fā)車的時(shí)間間隔，并且還需要適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)常規(guī)公交的發(fā)車時(shí)間間隔，從而有效地誘導(dǎo)城市出行者選擇城市軌道交通方式出行。因此，為了能夠有效地為城市軌道交通系統(tǒng)帶來(lái)大量的客流量，就需要城市軌道交通管理者能夠依據(jù)客流量的峰期變化將發(fā)車時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這篇文章我們可以知道，為了能夠有效地提高城市軌道交通系統(tǒng)的客流量，城市交通管理者可以依據(jù)客流量的峰期的變化適當(dāng)調(diào)整常規(guī)公交的發(fā)車時(shí)間間隔。除此之外，為了能夠有效地提高城市軌道交通系統(tǒng)的客流量，城市交通管理者還可以將軌道交通和常規(guī)公交的票價(jià)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通過(guò)調(diào)整出行者的成本，來(lái)控制城市軌道交通的運(yùn)行系統(tǒng)。總而言之，城市軌道交通系統(tǒng)中的客流量可以通過(guò)多種途徑進(jìn)行調(diào)控。