基于系統(tǒng)動力學(xué)的城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)研究

劉小玲 薛亮

摘要：城市軌道交通運(yùn)營企業(yè)要追求盈虧平衡，并盈利，需要考慮內(nèi)部的各個影響因素。文章從城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)內(nèi)部眾多因素中提取運(yùn)營指標(biāo)體系，從成本和收入入手，構(gòu)建了城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;運(yùn)營系統(tǒng);效益;系統(tǒng)動力學(xué)

1 ?城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系

1.1 城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系介紹

2019年12月31日，由我國交通部提出，國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了關(guān)于我國城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系的第一個國家標(biāo)準(zhǔn)——《城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系》（GB/T 38374-2019）（簡稱“新國標(biāo)”），該標(biāo)準(zhǔn)于2020年07月01日起實(shí)施。新國標(biāo)中將城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系定義為7個大類、27個小類、131個指標(biāo)，其中7個大類分別為：基礎(chǔ)指標(biāo)、客流指標(biāo)、運(yùn)行指標(biāo)、安全指標(biāo)、服務(wù)指標(biāo)、能耗指標(biāo)和財務(wù)指標(biāo)。隨著新國標(biāo)的發(fā)布與實(shí)施，標(biāo)志著我國城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)入了全新時代。

1.2 城市軌道交通運(yùn)營效益指標(biāo)體系構(gòu)建

盡管城市軌道交通運(yùn)營企業(yè)為公益性的城市公共交通企業(yè)，但是既然是企業(yè)，其必然要追求的即是在投入最小化的情況下，能夠獲得收益最大化，這就是運(yùn)營的根本。如何選取科學(xué)的、合理的、可量化的、直觀的指標(biāo)來反映出運(yùn)營企業(yè)的效益情況，是構(gòu)建城市軌道交通運(yùn)營效益指標(biāo)體系的核心。本文從城市軌道交通運(yùn)營企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)的角度出發(fā)，以沈陽地鐵為例，結(jié)合沈陽地鐵發(fā)展現(xiàn)狀及特征，構(gòu)建城市軌道交通運(yùn)營效益指標(biāo)體系如圖1所示。

2 ?城市軌道交通運(yùn)營效益系統(tǒng)建模

基于系統(tǒng)內(nèi)部各指標(biāo)因素間相互聯(lián)系、相互關(guān)聯(lián)、相互作用、相互影響的動態(tài)機(jī)制，利用系統(tǒng)動力學(xué)方法，研究城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展規(guī)律，構(gòu)建了城市軌道交通運(yùn)營效益系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型。

2.1 因果關(guān)系圖

由圖1可以看出，城市軌道交通運(yùn)營效益系統(tǒng)主要存在以下反饋回路：

反饋回路1：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營長度→網(wǎng)絡(luò)配屬車輛數(shù)→網(wǎng)絡(luò)每公里配車數(shù)→網(wǎng)絡(luò)牽引總能耗→運(yùn)營總成本→城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營長度

反饋回路2：企業(yè)職工數(shù)→運(yùn)營總成本→城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營長度→企業(yè)職工數(shù)

反饋回路3：網(wǎng)絡(luò)配屬車輛數(shù)→網(wǎng)絡(luò)牽引總能耗→運(yùn)營總成本→城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)效益→網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營長度→網(wǎng)絡(luò)配屬車輛數(shù)

2.2 建立系統(tǒng)動力學(xué)存量流量圖

本文選取沈陽地鐵2013-2017年相關(guān)數(shù)據(jù)，對城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)效益進(jìn)行實(shí)質(zhì)分析，根據(jù)指標(biāo)體系圖1和因果關(guān)系圖2的分析，確定系統(tǒng)的水平變量、速率變量、輔助變量、常量等，建立沈陽城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型的流圖，如圖3所示。

2.3 系統(tǒng)動力學(xué)方程

建立沈陽市城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)動力學(xué)模型，其主要的方程式如表1所示。

除上述方程式外，其余各變量的方程式或取值是在相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，由回歸分析得出。

2.4 模型檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼鎸?shí)有效性，將其運(yùn)行仿真結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)做對比，如果誤差在可接受范圍內(nèi)，如5%、10%以內(nèi)，即可說明該模型通過有效性檢驗(yàn)。

由于本文的主要目的是對城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)的相對效益進(jìn)行研究，著重從成本和收入入手，因此在選擇驗(yàn)證的關(guān)鍵變量時，選取了運(yùn)營總成本和運(yùn)營票務(wù)收入來進(jìn)行誤差檢驗(yàn)，如表2所示。

從表2可看出，運(yùn)營總成本的最大誤差是-3.19%，運(yùn)營票務(wù)收入的最大誤差是4.83%，均在可接受的5%范圍以內(nèi)，說明模型有效。

3 ?結(jié)論

城市軌道交通運(yùn)營內(nèi)部系統(tǒng)是由多個指標(biāo)變量組成的，其運(yùn)營的目的除了能夠滿足城市居民日常出行需求、支撐城市公共交通的主干力量外，對于運(yùn)營企業(yè)而言，還在乎是否能夠收支平衡或者盈利，因此，本文從成本與收入入手，以沈陽市為例，構(gòu)建了城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)動力學(xué)模型，這將會給運(yùn)營企業(yè)在今后做運(yùn)營效益分析時提供一個可參考的依據(jù)。同時，由于數(shù)據(jù)獲取等難度，本文研究尚有較多不足，今后將進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張三省，蘇倩，張俊青.基于系統(tǒng)動力學(xué)的網(wǎng)約車政策對城市交通的影響研究[J].天津大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2019，11：494-502.

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課題項(xiàng)目：遼寧省交通高等專科學(xué)校2019年科研項(xiàng)目（編號：lnccybky201911）。