1、第三章第三章 运营基本概念运营基本概念2022-7-232主要内容主要内容1.1.运营基本元素运营基本元素2.2.运营服务水平运营服务水平3.3.运力和运输效率运力和运输效率4.4.车辆速度和线路速度车辆速度和线路速度5.5.列车运营里程、时间和速度列车运营里程、时间和速度6.6.乘客出行距离、时间和速度乘客出行距离、时间和速度2022-7-2331.运营基本元素线路、车站和线网，路权线路、车站和线网，路权车辆、车组和列车车辆、车组和列车出行量和客流量出行量和客流量2022-7-234线路、车站和线网线路、车站和线网w线路线路：从工程角度定义：一段固定走向长度空间的基础从工程角度定义：一段固定
2、走向长度空间的基础设施和车辆定时运营的服务。设施和车辆定时运营的服务。从运营的角度定义：城市轨道交通中运营列车沿从运营的角度定义：城市轨道交通中运营列车沿固定路线和车站运行的通路。固定路线和车站运行的通路。独立运营，共线运营独立运营，共线运营线路分类线路分类2022-7-2352022-7-236线路、车站和线网线路、车站和线网w车站车站：线路上供车辆停靠、乘客上下的地点。：线路上供车辆停靠、乘客上下的地点。2022-7-237大连大连有有轨电车的车站轨电车的车站2022-7-238巴黎地铁巴黎地铁8条线路交汇的车站条线路交汇的车站2022-7-239香港地铁的购物中心香港地铁的购物中心202
3、2-7-2310线路、车站和线网线路、车站和线网w线网线网：一组互联或相交线路的集合。：一组互联或相交线路的集合。2022-7-2311路权（路权（Right of way，ROW）w路权路权：运营线路所使用的土地，经常用来表：运营线路所使用的土地，经常用来表示基础设施的专属程度。示基础设施的专属程度。wA类路权：完全专属类路权：完全专属wB类路权：半专属类路权：半专属wC类路权：与其他路面交通工具共享类路权：与其他路面交通工具共享2022-7-2312拥有专用路权的地铁拥有专用路权的地铁2022-7-2313采用部分与外界隔离的轻轨采用部分与外界隔离的轻轨2022-7-2314与其他运输车辆
4、共享路权的有轨电车与其他运输车辆共享路权的有轨电车2022-7-2315车辆、车组和保有量车辆、车组和保有量w车辆车辆：提供运营所使用的载客工具，一般：提供运营所使用的载客工具，一般为不可拆分的最小单元。为不可拆分的最小单元。2022-7-2316车辆、车组和保有量车辆、车组和保有量w车组车组：运营中所使用的若干数目车辆：运营中所使用的若干数目车辆的固定组合，有时也称为列车。的固定组合，有时也称为列车。2022-7-2317车辆、车组和保有量车辆、车组和保有量w列车列车：城市轨道交通列车是将车辆按运：城市轨道交通列车是将车辆按运营时刻表、施工行车通告及有关规定编营时刻表、施工行车通告及有关规定
5、编成的车列，并配备司乘人员、挂有动力成的车列，并配备司乘人员、挂有动力车辆（如机车等）及规定的列车标志。车辆（如机车等）及规定的列车标志。根据其用途分为客车、工程车和救援列根据其用途分为客车、工程车和救援列车等。车等。2022-7-2318车辆、车组和保有量车辆、车组和保有量w保有量保有量：为完成全线列车运营所需要的车辆：为完成全线列车运营所需要的车辆数称为车辆保有量。数称为车辆保有量。w包括在线运用车数、备用车数和检修车数三包括在线运用车数、备用车数和检修车数三部分。部分。frmNNNNrfNNN2022-7-2319车辆、车组和保有量车辆、车组和保有量某地铁公司的修程某地铁公司的修程202
6、2-7-2320出行量、客流量出行量、客流量w出行量出行量(Passenger Number)：某一时段内：某一时段内的出行人数的出行人数。w客流量客流量(Passenger Volume)：表示某一时：表示某一时段内沿某方向通过某个断面的旅客人数段内沿某方向通过某个断面的旅客人数。强调的是旅客持续强调的是旅客持续不断出行的过程不断出行的过程强调的是沿某方向出行旅客的强调的是沿某方向出行旅客的聚集程度聚集程度2022-7-23212022-7-23222022-7-23232.运营服务水平运营服务水平发车间隔与发车频率发车间隔与发车频率运营时间运营时间满载率满载率正点率正点率2022-7-23
7、24发车间隔和发车频率发车间隔和发车频率w发车间隔发车间隔(Headway)是指在一条运营线路上是指在一条运营线路上两个连续的运输车辆沿同一个方向经过某个两个连续的运输车辆沿同一个方向经过某个固定位置的时间间隔固定位置的时间间隔，单位：分钟或秒。w发车频率发车频率(Frequency)：一小时内（或其他：一小时内（或其他时间间隔）一条线路上沿同一个方向经过某时间间隔）一条线路上沿同一个方向经过某一个固定点行驶的列车数，单位：列一个固定点行驶的列车数，单位：列。发车。发车频率是发车间隔的倒数。如果用频率是发车间隔的倒数。如果用h h表示发车间表示发车间隔，用隔，用f f 表示发车频率，则表示发车
8、频率，则60fh2022-7-2325发车间隔和发车频率发车间隔和发车频率公交服务可用性参考标准公交服务可用性参考标准服务水平服务水平LOS平均发车间隔（平均发车间隔（min）发车频率辆发车频率辆/小时小时备注备注A6乘客不需要时刻表乘客不需要时刻表B10-145-6乘客乘客参考时刻表参考时刻表C15-203-4最大可接受等待时间最大可接受等待时间D21-302服务对部分乘客没有吸引力服务对部分乘客没有吸引力E31-601在一小时内服务可用在一小时内服务可用F601服务对所有乘客失去吸引力服务对所有乘客失去吸引力2022-7-2326发车间隔和发车频率发车间隔和发车频率 发车间隔发车间隔是否是
9、否可能无限小可能无限小？2022-7-2327发车间隔和发车频率发车间隔和发车频率 发车间隔不可能无限小，一方面是技术上难发车间隔不可能无限小，一方面是技术上难以实现，另一方面也与运营成本有关。当发以实现，另一方面也与运营成本有关。当发车间隔减小到一定程度时，乘客对等待时间车间隔减小到一定程度时，乘客对等待时间已经不敏感，此时是否进一步压缩发车间隔，已经不敏感，此时是否进一步压缩发车间隔，往往取决于客流量与运力之间的关系。往往取决于客流量与运力之间的关系。2022-7-2328运营时间运营时间w运营时间运营时间一般指一条城市轨道交通线路一般指一条城市轨道交通线路一天内提供服务的时间范围。一天内
10、提供服务的时间范围。2022-7-2329满载率满载率w满载率满载率或满载系数、断面满载率，一般或满载系数、断面满载率，一般指乘客人数与列车定员之间的比值，反指乘客人数与列车定员之间的比值，反映了乘客在车内的拥挤程度。映了乘客在车内的拥挤程度。2022-7-2330满载率满载率w设计满载率设计满载率指在线路规划设计和运营计划制指在线路规划设计和运营计划制定阶段，人为选取的载客量定阶段，人为选取的载客量w实际满载率实际满载率是实际运营中统计得出的满载率是实际运营中统计得出的满载率2022-7-2331满载率满载率w设计满载系数设计满载系数：制定运营计划时，列车运力制定运营计划时，列车运力应满足客
11、流需求，但是考虑到需要保证一定应满足客流需求，但是考虑到需要保证一定的服务水平和应对可能的客流波动，根据列的服务水平和应对可能的客流波动，根据列车定员数计算出来的运力应乘以适当的满载车定员数计算出来的运力应乘以适当的满载系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称为设计满载系数。为设计满载系数。2022-7-2332满载率满载率w设计满载系数设计满载系数：制定运营计划时，列车运力制定运营计划时，列车运力应满足客流需求，但是考虑到需要保证一定应满足客流需求，但是考虑到需要保证一定的服务水平和应对可能的客流波动，根据列的服务水平和应对可能的客流波动，根据列车定员数计
12、算出来的运力应乘以适当的满载车定员数计算出来的运力应乘以适当的满载系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称系数后再与需求进行匹配，这个满载系数称为设计满载系数。为设计满载系数。2022-7-2333满载率满载率w实际运营中，通过断面的客流量与断面运力实际运营中，通过断面的客流量与断面运力的比值即实际满载率，高峰小时运营线路单的比值即实际满载率，高峰小时运营线路单向最大断面客流量与相应断面运力的比值称向最大断面客流量与相应断面运力的比值称为高峰小时最大断面满载率。为高峰小时最大断面满载率。2022-7-2334正点率正点率w对于城市轨道交通系统，一般把列车在对于城市轨道交通系统，一般把列车在始发站
13、出发或到达终到站的时刻与计划始发站出发或到达终到站的时刻与计划时刻相比大于某个范围的列车统计为晚时刻相比大于某个范围的列车统计为晚点列车，其余列车即为正点列车。点列车，其余列车即为正点列车。w正点率正点率一定时段内正点列车数与所有开一定时段内正点列车数与所有开行列车数的比值即正点率。行列车数的比值即正点率。2022-7-2335正点率正点率w下表给出了某公交运营系统对正点率的评下表给出了某公交运营系统对正点率的评价等级，其发车间隔大于价等级，其发车间隔大于10分钟，对晚点分钟，对晚点的定义是到发时刻偏离计划时刻的定义是到发时刻偏离计划时刻5分钟。分钟。固定线路的准时性服务水平服务水平服务水平L
14、OS正点率正点率备注备注A95.0%-100.0%每两周有一辆公交车迟到（没有换乘）每两周有一辆公交车迟到（没有换乘）B90.0%-94.9%每周有一辆公交车迟到（没有换乘）每周有一辆公交车迟到（没有换乘）C85.0%-89.9%每两周有三辆公交车迟到（没有换乘）每两周有三辆公交车迟到（没有换乘）D80.0%-84.9%每周有两辆公交车迟到（没有换乘）每周有两辆公交车迟到（没有换乘）E75.0%-79.9%每天有一辆公交车迟到（有换乘）每天有一辆公交车迟到（有换乘）F30%。时间2022-7-2383w公共汽车和其他街道公交运输线路往往公共汽车和其他街道公交运输线路往往会在高峰时段使用比平峰时
15、段有更长一会在高峰时段使用比平峰时段有更长一些的折返时间，这是为了保证能够按计些的折返时间，这是为了保证能够按计划发车，减少因高峰时段道路拥堵所造划发车，减少因高峰时段道路拥堵所造成的晚点的影响。成的晚点的影响。时间2022-7-2384 根据折返时间与周转时间根据折返时间与周转时间T的关系，的关系，可以另一系数可以另一系数的定义：的定义：100%ttT 时间2022-7-2385w周转时间周转时间T T，是线路上车辆往返一周的时间，是线路上车辆往返一周的时间长度，或者是一辆车在正常情况下连续两长度，或者是一辆车在正常情况下连续两次从同一个终端站出发的间隔时间，它包次从同一个终端站出发的间隔时
16、间，它包括线路上两个方向的运营时间括线路上两个方向的运营时间T T0 0，T T0 0和折返时间，计算如下：和折返时间，计算如下：2()oottotTTTttTt 时间2022-7-23862022-7-2387w空驶时间空驶时间 t td d ，指车辆走行过程中不指车辆走行过程中不对外营业（没有乘客）的时间，这段对外营业（没有乘客）的时间，这段时间包括列车出入段时间、列车在线时间包括列车出入段时间、列车在线路之间调配产生的走行时间等。空驶路之间调配产生的走行时间等。空驶时间没有收益，因此应尽量缩短。时间没有收益，因此应尽量缩短。时间2022-7-2388w平台时间平台时间T T p p ，指
17、一组车在运营中一次，指一组车在运营中一次出车到收车的总时间。当一辆车在线路出车到收车的总时间。当一辆车在线路上行驶了上行驶了 k 圈并且有两个相等的空驶时圈并且有两个相等的空驶时间，那么平台时间间，那么平台时间 2pdTkTt时间2022-7-2389速度速度w技术速度技术速度 V Vr指列车在运营线路的全线或部指列车在运营线路的全线或部分区段自起点至终点沿途不停站的平均运分区段自起点至终点沿途不停站的平均运行速度，定义为运行线路长度与站间行驶行速度，定义为运行线路长度与站间行驶时间和的比值，其中站间行驶时间的和也时间和的比值，其中站间行驶时间的和也可用单程载客时间减去所有停站时间来表可用单程
18、载客时间减去所有停站时间来表示示.5.列车运营里程、时间和速度列车运营里程、时间和速度线路运营长度技术速度单程载客时间 停站时间2022-7-2390w旅行速度旅行速度V V0 ，指列车在运营线路上运载乘指列车在运营线路上运载乘客时的平均运行速度，定义为线路运营长客时的平均运行速度，定义为线路运营长度与线路旅行时间的比值，它是列车沿某度与线路旅行时间的比值，它是列车沿某方向在全线或在方向在全线或在 j 个车站之间提供运营服务个车站之间提供运营服务时的平均速度：时的平均速度：1160606060120jiiiisiojrisisiooosiiSSSLLVVttTTTTT 速度2022-7-239
19、1w周转速度周转速度V V c 指列车沿线路运营完成一个往返的平均速度，指列车沿线路运营完成一个往返的平均速度，在某些地铁系统中也被称为运营速度，计算公在某些地铁系统中也被称为运营速度，计算公式为：式为：60 2120cLLVTT 速度2022-7-23922022-7-2393w图中用时间图中用时间距离曲线图形象表示了上面这距离曲线图形象表示了上面这些速度，显然对于每个站间区间些速度，显然对于每个站间区间i，V Vri V Vsi，而且它们在不同区间各不相同。一般情况下，而且它们在不同区间各不相同。一般情况下，V V0 V V c，但是没有折返点的线路（如环形线，但是没有折返点的线路（如环形
20、线路）除外，在这样的线路中路）除外，在这样的线路中 V V0=V V c 速度2022-7-2394w平台速度平台速度V Vp 指列车（一组车）从离开车辆指列车（一组车）从离开车辆段进入线路运营到返回车辆段的平均速度，段进入线路运营到返回车辆段的平均速度，即在平台时间内的平均速度。一般情况下，即在平台时间内的平均速度。一般情况下，平台速度可以计算为：平台速度可以计算为：60120()2pdpdpLkLLVkTtT 速度2022-7-2395w这里的这里的k是指车辆在线路上行驶的圈数，是指车辆在线路上行驶的圈数，L Ld是指空驶距离，是指空驶距离，L Lp是指列车一次出入是指列车一次出入段间行驶
21、的总里程。段间行驶的总里程。速度2022-7-2396w平台速度的计算中包含了两个空驶距离的里平台速度的计算中包含了两个空驶距离的里程（从车辆段到运营线路）和在线路上多圈程（从车辆段到运营线路）和在线路上多圈运行的里程，所以它受车辆段与线路间的距运行的里程，所以它受车辆段与线路间的距离以及其他一些计划因素的影响。离以及其他一些计划因素的影响。w平台速度可以用来评价线路上配属车辆的效平台速度可以用来评价线路上配属车辆的效率。率。速度2022-7-23976.6.乘客出行距离、时间和速度乘客出行距离、时间和速度出行距离出行距离出行时间出行时间出行速度出行速度2022-7-2398出行距离出行距离
22、w接近距离，包括站内走行距离接近距离，包括站内走行距离w在车距离在车距离w换乘走行距离换乘走行距离2022-7-2399 时间时间 w接近时间接近时间ta a ，指乘客从出发点到达车站和指乘客从出发点到达车站和从车站到达目的地所花费的时间。从车站到达目的地所花费的时间。w等待时间等待时间tw w ，指乘客在车站等待车辆所花，指乘客在车站等待车辆所花费的时间。费的时间。2022-7-23100 时间时间 w对于发车频繁的公交系统，乘客的平均等待时对于发车频繁的公交系统，乘客的平均等待时间等于发车间隔的一半；在较长发车间隔的情间等于发车间隔的一半；在较长发车间隔的情况下（通常大于况下（通常大于6或
23、或10分钟），乘客开始使用分钟），乘客开始使用时刻表并且根据车辆发车时刻调整他们的到达时刻表并且根据车辆发车时刻调整他们的到达时刻，所以等待时间通常比随机到达时的等候时刻，所以等待时间通常比随机到达时的等候时间要短一些，并随着发车间隔的继续增大而时间要短一些，并随着发车间隔的继续增大而趋向某个固定值。趋向某个固定值。2022-7-231012022-7-23102w在车时间在车时间 t0 ，指乘客在车辆内随车辆走行的时间。指乘客在车辆内随车辆走行的时间。w换乘时间换乘时间 tf，指乘客在不同线路或交通工具之间进，指乘客在不同线路或交通工具之间进行换乘时所花费的时间，即从离开一辆车，到登上行换乘
24、时所花费的时间，即从离开一辆车，到登上另一辆车的时间间隔。另一辆车的时间间隔。时间2022-7-23103w换乘时间依赖于两个不同线路车站站台间的换乘时间依赖于两个不同线路车站站台间的走行时间、接续线路上车辆的发车间隔以及走行时间、接续线路上车辆的发车间隔以及线路间车辆运行时刻的协调程度。线路间车辆运行时刻的协调程度。w当然，并不是所有的出行都需要进行换乘。当然，并不是所有的出行都需要进行换乘。时间2022-7-23104w总出行时间（总出行时间（ODOD时间）时间）T T od，指乘客完成从出发指乘客完成从出发点（点（O）到达目的地（）到达目的地（D）的出行所花费的总时）的出行所花费的总时间
25、，这个时间包括前面的几项或所有项时间：间，这个时间包括前面的几项或所有项时间：odawofTtttt 时间2022-7-231052022-7-23106速度速度w接近速度接近速度V Va a，指乘客从出发点到达车站和指乘客从出发点到达车站和离开车站到达目的地的平均速度，计算方离开车站到达目的地的平均速度，计算方法为接近距离除以接近时间，不同乘客的法为接近距离除以接近时间，不同乘客的这个速度可以相差很大，从步行这个速度可以相差很大，从步行45km/h45km/h到开车到开车3050km/h3050km/h，相同的路线可能有不相同的路线可能有不同的接近速度，依赖于他们接近的方式，同的接近速度，依
26、赖于他们接近的方式，接近速度对于规划和分析交通网络布局和接近速度对于规划和分析交通网络布局和站间距非常重要。站间距非常重要。2022-7-23107w在车速度在车速度V Vo o，指乘客在他经过的那指乘客在他经过的那段路上所选用的交通工具的平均运段路上所选用的交通工具的平均运营速度。营速度。速度速度2022-7-23108w旅行速度（旅行速度（OD速度）速度）V Vodod 指乘客选择某指乘客选择某条公交路线出行时，从起点到终点的平条公交路线出行时，从起点到终点的平均速度。均速度。速度速度2022-7-23109w乘客的一次出行包括接近过程、等车乘客的一次出行包括接近过程、等车过程、在车运行过
27、程和换乘（如果有过程、在车运行过程和换乘（如果有的话），在从起点到终点所经过的全的话），在从起点到终点所经过的全路段路段 S Sodod上上，V Vodod 的计算：的计算：60odododSVT 速度速度2022-7-23110Tod22min2022-7-23111w该图由三个象限组成，右上角象限中横坐标是距离，该图由三个象限组成，右上角象限中横坐标是距离，纵坐标是时间，一族斜直线绘出了不同线路的时纵坐标是时间，一族斜直线绘出了不同线路的时间间距离关系，斜率表示运营速度距离关系，斜率表示运营速度（4020km/h4020km/h）；2022-7-23112w左上角象限横坐标和纵坐标都是时间
28、且比例相左上角象限横坐标和纵坐标都是时间且比例相同，一族平行线绘出了不同的发车间隔下的平同，一族平行线绘出了不同的发车间隔下的平均等待时间（均等待时间（h 10分钟时等待时间为分钟时等待时间为 h/2）；）；2022-7-23113w左下角象限横坐标和纵坐标均为时间但左下角象限横坐标和纵坐标均为时间但是比例不同，一族平行线表示在某种接是比例不同，一族平行线表示在某种接近速度下所需要的时间。近速度下所需要的时间。2022-7-23114w经过坐标原点的直线表示接近时间经过坐标原点的直线表示接近时间为为0 0，直线与纵轴的截距表示不同的接近时间，直线与纵轴的截距表示不同的接近时间，2022-7-2
29、3115w这里绘出的一族直线是以这里绘出的一族直线是以4km/h4km/h速度步速度步行时的情况，三条实线代表步行时距离行时的情况，三条实线代表步行时距离分别为分别为0.20.2、0.40.4和和0.60.6公里时的情况。公里时的情况。2022-7-23116w从横坐标中乘坐公交的出行距离出发，然后根据从横坐标中乘坐公交的出行距离出发，然后根据给定的一系列参数经过三个象限，然后与向下的给定的一系列参数经过三个象限，然后与向下的纵坐标相交，可以得出起始点纵坐标相交，可以得出起始点终点的出行时间。终点的出行时间。2022-7-23117w假定参数：假定参数：S S0 0 =5km,=5km,V V0 0 =30km/h,h=6min,=30km/h,h=6min,S Sa a=0.6km,=0.6km,得出得出T T0d0d=22min=22min。2022-7-23118Tod22min2022-7-23119w当然，在不同例子中数值和参数当然，在不同例子中数值和参数的设的设定可能不同，针对具体情况应该选择定可能不同，针对具体情况应该选择最方便的，在合适情况下，应该把换最方便的，在合适情况下，应该把换乘时间也计算在内。乘时间也计算在内。
