1、城市轨道交通票务系统概述自动售检票系统票 卡自动售检票系统终端设备与操作单元1单元2单元3单元4票务管理工作单元5票务管理程序票务作业特殊情况的票务处理票款清分结算管理单元6单元7单元8单元9 教学目标1.掌握票款清分结算的概念及其规则；2.明确票款清分对象与清分的收益方；3.掌握七种清分方案的清分方法；4.理解国内外主要城市轨道交通清分方案的具体清分方法。8 学时 建议学时教学导入 随着我国城市化建设步伐的加快，中心城市都在向周边辐射，城市轨道交通作为城市交通的重要交通工具在快速发展。随着城市轨道交通线路的增加，城市轨道交通网络化建设得到人们的重视。城市轨道交通网络就是指交通线路以交织成网的
2、形式覆盖整个城市各个区域，用于最大限度地改善城市交通状况，方便人民群众。城市轨道交通自动售检票系统利用计算机管理购票、检票、计费、收费、统计的全部过程，能够减少票务管理人员及人为造成的差错，加快售检票速度，提高城市轨道交通系统的运行效率和效益。教学导入 随着地铁工程建设系统规模的不断扩大，我国大多数城市轨道交通将逐步形成网状结构，出现多家运营企业同时运营的局面。从方便乘客、为乘客创造便捷的出行环境的角度出发，城市轨道交通内部将实现城市轨道交通专用票和城市公共交通“一卡通”的“一票换乘”。在“一票换乘”的前提下，各个运营企业之间票款如何清分、相应的票款清分中心如何建立、单程票如何管理、下级AFC
3、系统如何统一建设等一系列问题，都必须解决。教学导入 在城市轨道交通系统中解决“一票换乘”的票款清分的部门为城市轨道交通清算中心（AFC Clearing Center，简称ACC）。清算中心作为AFC系统最上层的管理中心，在线网AFC系统中扮演着非常重要的角色。清算中心是城市轨道交通线网AFC系统各线路各类数据汇总、处理的唯一中心，可完成AFC系统各种运营参数的统一协调管理，是AFC系统运行状态监控管理中心及系统各线路之间和对外统一的技术接口，具有AFC系统票务客服以及对外信息服务和管理等功能。随着城市轨道交通网络化运营的发展，对票务收益的清分日益成为运营主体的关注焦点。上海、广州、北京等城市
4、已建立了清分中心，其他如南京、杭州、重庆等城市也正在建设中。清分中心的主要职责是依据城市轨道交通网络中各运营主体的运营贡献进行运营收益分配。客流量是衡量运营贡献大小的主要依据。影响客流量的因素有很多，包括车站数量、线路里程、站间行车时间、服务质量、换乘站个数、票价政策、便捷程度等。按照不同的计算方式和原则，所得出的各运营主体的贡献大小也不尽相同。因此，城市轨道交通运营收益清分的关键在于制定相对合理的清分规则。9.1票款清分结算概述 9.1.1清分 清分也叫清算，指清算中心按照一定的清分规则将合法交易数据对应的资金进行清分，并将清分的结果详细列示出来的过程。票务清分是指把服务接受者上缴的全部收益
5、，按照各服务提供者的贡献进行有效的利益分配，实质上是依据一定原则计算并分配轨道线网中各运营实体的经济贡献，关键是制定相对合理的清分原则。9.1票款清分结算概述 9.1.1清分 清分模型由清分主体、清分原则、清分比例三大要素组成。（1）清分主体：为收益分配的主体。常见的清分主体有运营主体、线路主体、区域主体和发卡主体四类。目前国内的主流是按线路进行清分，然后按线路所属运营企业进行清算。（2）清分原则：为路径选择原则，即如何确定乘客选择的乘车路径。常见的清分原则有路径最短原则、时间最少原则、换乘最少原则等。（3）清分比例：为各清分主体的收益分配比例。当按清分原则确定乘车路径后，就需量化路径中各清分
6、主体所提供的运营服务质量，然后根据“多劳多得”原则进行收益分配。9.1票款清分结算概述 9.1.2结算与清分规则 结算是指清算中心按照清算结果将资金划拨给相应的收益方账户，完成资金的实际交收。清分规则是指交易金额、费用如何在不同的利益主体之间进行分配的原则，是清算中心进行交易清分的依据。对账包括城市轨道交通系统与市政交通一卡通系统的清算对账和城市轨道交通各线路的清分对账。清算分账由城市轨道交通清算管理中心完成，其中与一卡通对账由清算管理中心和一卡通总中心完成，与各线路对账由清算管理中心和各线路中心或线路集中控制中心完成，并生成相应的对账报告。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则
7、1）影响清分的因素 影响城市轨道交通运费清分的因素主要可以分为四类，即乘客自身因素、乘客出行特征因素、城市轨道交通网络因素以及运营企业管理因素。（1）乘客自身因素。乘客自身因素包括年龄、职业、收入水平。年龄：通常年龄较大的乘客由于身体原因，在路径的选择过程中，更希望选择乘次数少且乘坐方便舒适的路径。职业：职业因素对乘客路径选择具有一定影响，一般情况下，离退休人员更希望选择换乘次数少且方便舒适的出行路径，这与年龄因素的影响是一致的。另外，学生和工薪阶层更倾向于选择出行时间最少的路径。收入水平：通常随着收入水平的提高，乘客对于方便、舒适和安全等方面的要求随之提高。因此，对于收入较高的乘客来说，在其
8、路径选择中，更希望选择换乘次数少且方便舒适的路径。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1）影响清分的因素（2）乘客出行特征因素。乘客出行特征因素包括出行距离、出行目的、出行时段。出行距离：出行距离是指乘客一次城市轨道交通的出行距离。通常，不同的出行距离对乘客选择路径具有一定影响。例如对于长距离的出行，乘客一般希望能够通过换乘来节省总的出行时间；而对于短距离出行来说，乘客一般都不希望换乘。出行目的：不同的出行目的，乘客对路径选择也是不同的。例如，以探亲访友为目的的乘客一般不会太在意出行时间的长短，而更在意出行过程中的方便舒适等因素；上班或公务的出行则对时间比较敏感，此类出行更希望
9、能够通过换乘来节省总的出行时间。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1）影响清分的因素（2）乘客出行特征因素。出行时段：在城市轨道交通系统中，出行时间是影响乘客出行路径选择的最主要因素。出行时间是乘客从出发地至目的地所需的全部时间，包括区间运行时间、中间站停站时间、换乘步行时间、换乘候车时间等。当乘客从出发地至目的地有多条路线可供选择时，通常情况下，出行时间越短的路线被选择的概率越大。一般来说，出行时间与里程是正相关的。但在实际路网中，可能会存在两条出行路径中，里程较短的路径旅行时间较长或里程较长的路径旅行时间较短这种情况。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1
10、）影响清分的因素（3）城市轨道交通网络因素。城市轨道交通网络因素包括路网结构、换乘方便性、运营模式、运营时间、出行时间。路网结构：随着城市轨道交通网络化的形成，线路之间相互交叉衔接，使得路网的连通度大大提高，为乘客在两站之间出行提供了更多的路径选择。这就要求在确定清分规则的时候充分考虑乘客出行路径选择多样性的特点，采用切实有效、接近实际的清分方法，以确保运费在作出经济贡献的各运营主体之间进行合理分配。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1）影响清分的因素（3）城市轨道交通网络因素。换乘方便性：当乘客有多条路径可供选择且各条路径的旅行时间相差不大时，换乘方便性会对乘客的路径选择产
11、生一定的影响，进而影响运费的清分。换乘方便性主要包括换乘次数和换乘时间两个方面。对于换乘次数来说，在各条路径的旅行时间相差不大的情况下，换乘次数越少的路径被选择的概率越大。乘客会在路径的旅行时间和换乘次数之间权衡考虑。换乘时间则包含换乘步行时间和换乘候车时间两部分。在旅行时间相近的多条路径中，乘客倾向于选择换乘时间较少的路径。运营模式：指线路的共线运营的模式，如北京地铁1号线和八通线共线运营的四惠站到四惠东站，以及上海地铁3号线和4号线的宝山路站到虹桥路站。共线部分的车站都是换乘车站，应重点考虑其对清分的影响。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1）影响清分的因素（3）城市轨道
12、交通网络因素。运营时间：运营时间作为清分影响因素主要是由于线路或换乘站提供的运营服务时间存在差异而引起的。当某OD（出发到达）对之间存在多条乘客的可选路径时，每条路径的运营时间可能不一致。因此，根据各条路径的运营时间，可以得到一天当中的不同时段由不同路径参与该OD的运费清分。出行时间：出行时间是指乘客从轨道交通起始点至轨道交通出行终点所需的全部时间，包括乘车时间、换乘时间等。当乘客从出发地至目的地有多条路径可供选择时，一般来说，出行时间越短的路线被选择的概率越大。一般来说，出行时间与里程是正相关的。但在实际路网中，可能会存在两条出行路径中，里程较短的路径出行时间较长或里程较长的路径出行时间较短
13、这种情况。9.1票款清分结算概述 9.1.3影响清分因素和原则1）影响清分的因素（4）运营企业管理因素。运营企业管理因素包括票价、安全性、方便舒适性、正点率。票价：一般情况下，乘客会选择票价较低的路径。安全性：安全性是指运营企业保证乘客使用其轨道交通线路的安全程度。方便舒适性：方便性和舒适性参数是指乘客在使用轨道交通时能享受的一些舒适功能，其基本内容包括是否拥挤、环境是否适宜、是否有空调、车内座椅的舒适程度、站内设施的布局合理程度等。正点率：正点率是指运营企业在运输组织时，提供给乘客出行的客运产品，即运行列车的准时程度。高的正点率会节省乘客的时间，满足乘客出行对于时间的需求。9.1票款清分结算
14、概述 9.1.3影响清分因素和原则2）影响清分的原则 结合城市轨道交通清分管理中心的基于一家运营企业的“统一收费、按比例分成”的思路，主要的清分原则为：与票价政策相关，满足票价政策调整要求。清分方法应以影响清分的路网结构因素为主，结合乘客社会经济因素、出行特征和运营企业管理因素。按照全路网中独立的经营核算实体清分，利益分配应与其经济贡献合理的匹配。9.1票款清分结算概述 9.2.1清分的对象 在票务清分系统模型构建中，最重要的是明确收益的清分对象，即清分主体、运营主体、线路主体、区域主体、发卡主体五个主体。一般而言，清分主体即为城市轨道交通网的清算中心，运营主体为城市轨道交通运营企业，线路主体
15、为线路的所有权拥有者，区域主体为线路组成的区域即为路网中某组成部分的所有权者，发卡主体即为发行储值票或轨道交通专用票卡的票卡发行商。9.2清分对象与清分受益方 9.2.2清分的受益方 城市轨道交通系统中参与清算的收益主体包括票卡发行商、售票代理商、运营企业、清算商。票卡发行商承担城市轨道交通系统中使用的票卡的发行和管理，具有票卡所有权。票卡的销售和充值资金划入指定账户，由票卡发行商统一管理。票卡发行商包括发行“公共交通一卡通”IC卡的一卡通中心和发行城市轨道交通专用票卡的清分中心。售票代理商是城市轨道交通网提供售票、售卡、充值和票卡处理服务的。对于城市轨道交通网内的售票代理商应该是属于运营企业
16、的各售票点。运营企业是城市轨道交通网内提供运营服务的，收取运费作为其提供服务的收益。如北京城市轨道交通网内运营企业包括北京地铁运营公司和北京京港地铁公司两家。9.2清分对象与清分受益方 9.2.2清分的受益方 清算商是为城市轨道交通网内各收益方主体进行清分清算服务的，以收取清算费作为提供清算服务的收益。城市轨道交通网内的清算商是清分中心。对于整个城市市政交通系统，还应包括一卡通中心。一定时期内，城市轨道交通网内的全部收入是通过各种票卡的销售和充值来形成。收入的组成可用公式表示：A=B+C+D+E式中：A城市轨道交通网内全部收入；B售票代理费；C清算费；D运营企业的运费；E票卡发行商的票卡收益。
17、9.2清分对象与清分受益方 9.2.2清分的受益方 运费是以全部收入减去售票代理费、清算费之后剩余部分为基数，以乘客实际的消费额按规则清分的。票卡收益应是管理票卡销售、充值资金（包括票卡押金）所得收益的全部或一部分，可协议约定或政府指定。9.2清分对象与清分受益方 城市轨道交通运营收益，是根据清分规则来计算各个收益方的收入，根据收集的城市轨道交通自动售检票系统单程票和“一卡通”所产生的交易和审计数据进行数据清分、对账和结算，进行线路之间的票款清分和数据挖掘，辅助各个业务部门进行分析决策。城市轨道交通主要收益来源形式是单程票得收益和“一卡通”的收益，两者的处理办法如下：（1）单程票运营收益。清分
18、系统根据当日单程票所有出站扣款记录上的进出站信息，按城市轨道交通路网的统一清分标准计算各个收益方的运营收入。如果单程票信息收益不全而不能进行清分的可疑消费收益，直接进入待清分的账户。常遇到的信息收益不全的情况有单程票发售收入和出站扣款不一致，存在差异，或者单程票本身存在可疑的交易。全路网单程票收益计算如下：全路网单程票收益=单程票发售收入+单程票各类更新收入9.3清 分 方 案 （2）“一卡通”运营收益。清分系统根据当日“一卡通”所有出站扣款记录上的进出站信息，按城市轨道交通路网的统一清分标准计算各个收益方的运营收入，并且如果有手续费同样要进行清分。如果“一卡通”信息收益不全而不能进行清分的可
19、疑消费收益，直接进入待清分账户（“一卡通”待清分账户中的收益没有扣手续费）。如果是不涉及换乘站点的同站进出的运营收益统一计入本站所属收益方，如果是换乘站则按比例将收益划分给该站的所属各收益方。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分 随着城市的发展，城市轨道交通的线路交错逐渐形成路网状，乘客在出行时乘坐地铁所选择的路径相对丰富一些。如果乘客由一车站换乘至另一车站所经过的路径是唯一确定的，则每段运营线路的收益将是明确的；如果乘客根据自身需求，包括对时间、走行距离、车厢舒适度、是否拥堵等因素，会自主选择不同的路径换乘，综合起来乘客所选择的路径就不唯一。乘客进出站路线图如图9-1所示。9
20、.3清 分 方 案图9-1 乘客进出站路线图 9.3.1换乘的方式与票务清分1）换乘方式（1）无标记换乘。无标记换乘模式也叫作无缝换乘模式、一票换乘或多线路联乘。乘客只需在起点站根据目的地购买一张车票后，凭允许进站的单程票或储值票进站，经由不同运营企业经营的线路时，在付费区换乘不再刷卡，便可以直接连续地在不同线路上乘车，此种换乘方式成为无标记换乘。如果乘客在换乘车站无须经历一次进出检票过程，在乘客出站时系统便无从知晓乘客的乘车路径，乘客有多条路径可以选择。由于不同的线路可能分属于不同的运营主体，所以运费收入归属不同的路径就会涉及不同运营主体的利益。无标记换乘的一个显著特点是乘车路径的多样化。目
21、前，上海市采用的运费清分方法是基于乘客路径选择的最短路径清分方法。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分1）换乘方式（2）有标记换乘。采用出付费区换乘方法，乘客需要多次购票，即乘客在换乘车站（或通过换乘通道）需经历一次进出检票过程，增加了乘客的不便，降低了整个轨道交通系统的吸引力。这种有障碍换乘模式，可以通过辅助手段准确记录乘客的乘车路径，整个乘车路径中所涉及的换乘站点被准确记录下来，不同的运营线路之间独立收费，因此在这些城市的轨道交通中并不涉及清分问题。如东京地铁的换乘模式就多种多样。东京的地铁由两家公司负责经营、维护和技术管理，分别为营团地铁和都营地铁，形成了帝都高速交通营团
22、（TRTA）。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分1）换乘方式（2）有标记换乘。东京地铁的换乘模式分为以下三种：单程票直接到达目的地。乘客在进站时检票乘车，到达换乘站通过换乘通道至另外的线路乘车，到达目的地出站并有出站检票机回收车票。单程票只到换乘站。乘客在进站时检票乘车，到达换乘站要再次购买到达目的地车票，再次进站到达目的地出站并有出站检票机回收车票。单程票到达换乘站但须重新检票。乘客在进站时检票乘车，到达换乘站要通过专用闸机检票并取回单程票出站，并凭借此票换乘另一条线路进站检票乘车，到达目的地出站并有出站检票机回收车票。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分2
23、）换乘的票务清分 换乘票务清分的目的就是依据清分规则，对票务收入进行及时、公平的清分，使各运营公司能够及时将运营收入入账，同时可提高各收益主体的资金效益。通过清分，可以充分、客观地反映城市轨道交通路网的客流情况，特别是各线路、各车站、各断面和各方向路径的客流情况。根据不同的换乘方式，清分算法也不同。（1）无标记换乘的清分。在路网中，乘客从进站到达出站，经过的路径和运营线路有多种选择。由于路径的不确定性，清分时可以采用路径算法、数理统计算法或模糊算法，确定各运营线路的票款收益。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分2）换乘的票务清分（2）有标记换乘的清分。乘客在换乘时记录了乘客的进
24、站交易数据、出站交易数据、路径数据，在自动售检票系统中可以获得换乘交易的一条完整的路径数据，根据路径数据，清分系统能够精确地清分各运营线路的收益，但在换乘站必须在车票上留有换乘标志信息，并经车站计算机上传给有关系统集中处理。由于网络化运营条件下，线路的归属权可能不同，所以针对客流分配之后的运距分配也会有所不同。在进行换乘时根据车站OD路径上的运营模式，会遇到以下几种模式。9.3清 分 方 案 9.3.1换乘的方式与票务清分2）换乘的票务清分（2）有标记换乘的清分。单路径单运营主体，即OD之间只有一条合理的路径，并且该路径只涉及一个运营主体。单路径多运营主体，即OD之间只有一条合理的路径，并且该
25、路径涉及多家运营主体。多路径单运营主体，即OD之间有多条合理的路径，并且各条路径只涉一个运营主体。多路径多运营主体，即OD之间有多条合理的路径，并且其中有的路径涉及多家运营主体。9.3清 分 方 案 9.3.2路网模型描述 城市轨道交通各个车站可看作一个节点，在每条线路上的两个相邻车站之间由列车运行通道连接，这段车站间的通道称为路段，为路径组成的最小单位。若干车站和路段构成一条城市轨道交通线路。若干条城市轨道交通线路构成了整个城市轨道交通路网。1）城市轨道交通路网的数学图形描述（1）节点（node）：普通车站或换乘车站（两线换乘生成两个虚拟节点）。（2）有向边（arc）：两个相邻车站即节点之间
26、有方向的连接弧（即两个相邻车站之间分上下行的区段）。9.3清 分 方 案 9.3.2路网模型描述1）城市轨道交通路网的数学图形描述（3）边权值：是路段某个或某些特征属性的量化表示。根据不同的最优目标，可以选择不同的路段属性，属性一般用“阻抗”来表示，如路段长度、路段费用、路段通过设计等作为该路段对应弧的权值或称为路段的权重。换乘站内部的边权值，则用它的节点阻抗来确定，而对于普通车站之间或者普通车站与换乘站之间的边权值，则用它们之间的路段阻抗加上第一个节点的节点阻抗来确定。在规定了节点、有向边及边权值之后，便将整个城市轨道交通路网转化为一个带权值的有向图，从而把确定路网上的乘客出行路径选择转换为
27、几何图论中的K条短路径搜索。但是路径搜索要注意一个问题：如果起始站是换乘车站，那么同一个换乘站对应的若干车站到任意车站的K条渐短路径的数目和其对应的阻抗应该完全相同。9.3清 分 方 案 9.3.2路网模型描述1）城市轨道交通路网的数学图形描述 根据不同的最优目标，可以定义相应的路段权重，反映到图上，就是各条有向边的权。权值是寻径的重要依据，一般有以下几种选取方法：（1）将出行距离最短作为最优目标，选取路段长度作为路段权重。（2）将出行时间最短作为最优目标，选取换乘次数或车辆班次的间隔时间作为路段权重。（3）将出行费用最小作为最优目标，选取该路段上的乘车费用作为路段权重。对乘客来说，一般关心的
28、核心问题基本上为两站之间是否能够到达，如果到达哪条线路路程最快或者换乘次数最少，哪条线路的车体乘坐起来比较舒服而且车辆发车间隔较小，哪条线路的票价更便宜，有折扣优惠。9.3清 分 方 案 9.3.2路网模型描述2）路网模型描述的名词和概念 为了便于解释路网换乘清分的解决方法，需要明确以下几个名词和概念。（1）线路：线路是指城市轨道交通车辆的运行路线。它以唯一始发点、经过点、唯一终点为路线界限。（2）路径：从站点A出发，到达站点B的路线，因为在城市轨道交通的网状拓扑中，存在A站到B站的多条路径。（3）路段：两个相邻车站之间由通道连接，这段通道称为路段，为路径组成的最小单位。对于跨越多条线路的换乘
29、路径，是以实际换乘点为断点的线段组成，而每条线段属于且仅属于一条线路，此线段即为路段。9.3清 分 方 案 9.3.2路网模型描述2）路网模型描述的名词和概念 为了便于解释路网换乘清分的解决方法，需要明确以下几个名词和概念。（4）换乘次数：遍历路网拓扑时经过换乘点且发生实际换乘的最大换乘次数。（5）路网状况信息：包括站与站之间的距离、换乘站的位置、车次间隔时间、换乘站的换乘步行时间及车站客流量。（6）乘客对各因素考虑的权重：包括乘车时间、换乘步行时间、车厢舒适度以及由车次间隔时间引起的候车时间等。9.3清 分 方 案 9.3.3人为比例分配方法 人为比例分配方法是一个整体行为，对于任意两个站点
30、之间的某一笔换乘交易不单独考虑清分。即把整个城市轨道交通路网作为一个整体来考虑，通过对整个网络中每条线路的里程数、走向、客流量和服务质量等进行综合评估后，人为规定每条线路在整个城市轨道交通路网中的关于所有跨线换乘票务收益的清分系数。当运营结束后，清分系统将对所有换乘总票款按各线路既定的清分系统数进行清分。在实际应用比例分配算法进行清分时，票款总额可从不同覆盖范围来进行计算，分别为：（1）路网，即整个城市轨道交通网络。（2）区域，即某些关联度较高的几条城市轨道交通线路组成的区域。（3）运营线路。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径法 最短路径法是在假定OD对之间的乘客全部选择最短路径的基础上
31、，将运费收益分配给最短路径上作出贡献的运营主体（具体方法与以下多路径选择概率法所用运费分摊方法相同）。该方法比较简单，在路网规模不大、结构简单、清分精度要求不高的条件下，可以作为确定运费清分比例的可行方案；但是它的不足之处是根据时间要素进行路径选择分析，忽略了影响乘客出行路径选择的其他主、客观因素，而且某一OD对只选用唯一的路径进行清分计算，不能体现乘客选择的多样性特点，故难以真实地反映实际情况。如果通过在路网中找出从A车站到B车站的一条确定的最短路径，然后按照各运营线路在此最短路径中所占的比例，对每笔换乘交易的票款收益进行清分，即称为最短路径方法。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径法
32、通常采用经典的Dijkstra算法，按路网中车站间路径长度递增的次序产生出最短路径，把最短路径中相关线路段所占的比例作为清分规则，并对换乘交易进行清分。常用的最短路径清分方法如下。假设从站点A换乘至站点B的最短路径为Q，对应通路为，其中n为该笔换乘交易乘载的线路，q1代表站点A，qn代表站点B，其他为换乘站。令 为站点i至站点j的里程数，为站点qk到站点qk+1的实际里程数。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径法 这里的里程数可将每次换乘步行时间以及平均等车时间按地铁平均旅行速度折算成相应虚拟里程，因为需要步行的关系，增加一个随着运营状况变化而随时调整的系数。以折算后的虚拟里程对路径进行排
33、序，则各相关线路（段）对应从站点A换乘至站点B的票款F，可以按下述计算公式分得票款fi：按最短路径确定的清分规则，只需将任意两个可换乘互达的站点，分别算出其最短路径的通路即可，因此，实施起来较为简单。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径法 结合上述内容，最短路径法（考虑总的旅行时间最短）主要有以下几个特征：（1）根据存储的路网基本信息数据，自动建立全路网的网络模型。（2）根据路网模型按里程最短路径算法，计算出任意站点间的最短路径。（3）根据最短路径计算出站点间的换乘信息。（4）根据最短路径分析出站点间的换乘信息。（5）根据最短路径计算各站点间的票价。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径
34、法 最短路径法的主要不足之处在于，如果城市轨道交通实行多线路的路网模式中，只考虑最短路径法进行计算、清分、结算时，有可能不能完全反映实际乘客乘坐的线路的情况。乘客在选择线路时需要考虑旅行时间、换乘距离、舒适度、旅途过程是否拥挤等诸多因素。而且它只提供了一种路径用于客流统计，对于复杂的路网情况不符合，甚至造成换乘收益清分不公的现象。乘客在选择乘坐线路的时候会考虑的因素如图9-2所示。9.3清 分 方 案 9.3.4最短路径法 9.3清 分 方 案图9-2 乘客需求因素图 9.3.5多路径影响法 最短路径算法忽略实际运营中列车或车站拥挤程度、乘客的个人偏好对乘客选择换乘线路的影响，最短路径和一些不
35、是最短的路径都可能被采用，只是它们被采用的概率不同，导致清分结算方式和真实的结果不符合。使用合理路径原则寻径将会得到多条两站点间路径，由于这些路径都可能被乘坐，所以与这些路径有关的路段都需要考虑按一定比例参与收益的分成。在其基础上城市轨道交通路网的寻径方案一般应将最短路径与合理路径结合起来考虑，其中，票价的费率制定采用最短路径进行寻径，而票款收益拆分则使用合理路径进行寻径。9.3清 分 方 案 9.3.5多路径影响法 多路径影响法方法考虑了乘客出行路径的多样性，确定N条乘客可能选择的理性路径，根据一定的方法确定每条路径的客流分配比例，进而结合各线路承担的运输里程计算出清分比例。该方法更切合实际
36、地反映了乘客的出行情况，能充分兼顾路网运营中作出贡献的运营主体利益，体现了更加科学、准确、客观、公平地分配运费收益的原则。多路径影响法是指对于从车站A到车站B的每条可能得路径都确定一个选乘概率，在确定参加选择路径的最多数量后，认定的选择路径是确定路径长短排序后参加分配的路径数量，结合选乘概率后确定的。这样，某路径上的收益方应得的某笔票款的清分收入份额，就应该是其在所有可能路径中的所有允许参加分配的路径与被选乘的概率乘积之和除票款得到。9.3清 分 方 案 9.3.5多路径影响法 多路径影响法简述如下。假设从站点A换乘至站点B的M条（选定的）换乘路径为Qj，对应通路为 。其中N为选定的路径数、j
37、n为最大线路数且为每笔换乘交易对应换乘通路中被乘载的线路数，对未涉及被换乘的线路，在通路中的某个 代表站点A，代表站点B，其他为换乘站。设在多条最佳路径确定的清分规则中，从站点A换乘至站点B的票款F共有jn条线路段可以分得，第i条线路分配的票款得益为fi。令 为站点i至站点p的N条路径的里程数之和。9.3清 分 方 案 9.3.5多路径影响法 这里的里程数可将每次换乘步行时间以及平均等车时间按地铁平均旅行速度折算成相应虚拟里程，因为需要步行的关系，增加一个随着运营状况变化而随时调整的系数。以折算后的虚拟里程对路径进行排序，则各相关线路（段）对应从站点A换乘至站点B的票款F，可以按下述计算公式分
38、得票款fi：因为对每对可换乘互达站点可以预先算得相关的所有Li，p，因此，多路径影响法可以清分换乘票款，但很难清分换乘交易，因此对统计线路的换乘运载量存有很大的困难。9.3清 分 方 案 9.3.5多路径影响法 结合上述内容，多路径算法路径的选择是一个决策过程，影响决策的因素主要有以下几个：（1）旅行时间，即路径平均旅行时间要考虑换乘与平均等车时间。（2）步行时间，即路径换乘步行总时间。（3）起点站，即换乘站点（进站）为起点站的乘坐时间总和。（4）拥挤度，即路径中拥挤段乘坐时间的加权总和。多路径影响法从多条路径的角度出发，计算任意站点间运营里程最短的前面优化的几条路径（一般取前45条），通过对
39、里程的修正对路径排序，选出前3条路径进行加权计算。在此每条线路的所使用的概率通过不断修正来调整，通过长期的数据分析、现场调查对加权因子验证和修正，逐步逼近实际的清分比例。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法 对于城市轨道交通来说，由于车站之间的里程是确定的，因此一般的概念总是用最短里程来搜索路径。但是对于大部分乘客来说，乘客出行对于距离的概念是比较模糊的，而旅程花费的时间却是每个乘客非常关注的，因而不能够将运送距离作为主体考虑的因素，我们还要引入“时距”的概念。而且乘客选用轨道交通和选择乘坐路径的出发点多数是为了节省时间，因此可以“最短时间”来确定路径。我们采用旅程时间作为边和路径的权值
40、，用“最短时间法”来确定大部分乘客愿意选择的路径。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法 简化和忽略一些固定的时间，考虑一些主要因素，可以得到一对车站之间可能的路径所花费的平均时间。假设路段阻抗为Ai，j，则Ai，j等于列车在该区间的运行时间ti，j。节点阻抗可分为以下两种情况：第一种，乘客在车站不下车，此时节点阻抗值Bk等于列车停站时间（站台等待时间T3），即：第二种，乘客在换乘站换乘，此时节点阻抗值Bk换乘等于该站的换乘时间T2乘以换乘放大系数，即：则换乘总时间T可表示为：总时间（T）=乘坐列车时间（T1）+换乘时间（T2）+站台等待时间（T3）9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间
41、法 换乘走行时间通过实测直接获取，候车时间一般取换乘列车发车间隔时间的1/2。其中，T1和里程、列车平均速度直接有关，T2则和换乘次数、换乘步行时间和换乘列车等待时间有关，T3和起点站列车间隔时间有关。根据乘客选择线路时关心的问题，我们进行有效路径集合的筛选要考虑以下两点：（1）运营时间主要是通过综合考虑乘客起始站和换乘站的首末班车时间来确定的。在某一个时间段内，如果K条可选渐短路径集合中的某条路径在运营时间之外，则该路径不作为有效路径参与客流的分配。路径的运营时间以通过该路径起点站的有效运营时间表示。起点站的有效运营时间为起点车站的首末班时间和该路径中各首末班时间反推起点时间的交集。9.3清
42、 分 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断。由于一对OD车站的可行路径较多，在搜索出的两站之间的K条可选的渐短路径集合中，如果次短路径或者次次短路径的综合阻抗值较最短路径的综合阻抗值超过某一个阈值（设该值为Tmax）时，则认为该次短路径是不合理路径。该阈值可以采用相对值和绝对值综合确定，表示为：式中：Tmax有效路径的综合出行阻抗值的上界；Tmin有效路径的综合出行阻抗值的下界；m比例系数；U常量。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断。为了使权值的确定更加客观、合理，并且在计算方面又比较简单，对上述参数加以简化。假定T1
43、和里程成正比，即不考虑列车的起动和制动时间，以及站间距离对列车速度的影响。若不考虑换乘通道长度的影响，T2则和换乘次数成正比。T3一般可以选作列车间隔时间的1/2，数值较小，对总时间的影响不大，而且由于列车间隔时间由运行方控制，可能根据客流的变化而不断变化，因此舍去T3。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断。那么，到任一条路径Lj的权值为：式中：Tj路径Lj的权值；Mj边Lj得里程，km；CjLj的换乘次数；a、b参量，a可以取列车的平均速度的倒数，例如40kmh-1，换算成1.5minkm-1；b为每次换乘所花的平均时间，例如8min。9.3清 分
44、 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断。该权值公式同样可用于计算相邻车站构成路径图形边得权值。对于2个临街车站之间的边，Cj等于0，Mj等于车站间的里程；对于一次换乘，则Mj等于0，Cj等于1。该权值的可操作性是明显的，每一条边和每一条路径的权值计算都是确定的、非常简单的。具体清分的基本理念归结与根据乘客选择路径的概率计算路径分配比例。我们定义顶点A，B间的全部路径集合LAB，有效路径是A，B间全部路径集合LAB的一个子集 ，它包含多数乘客可能选择的路径。每条有效路径的时间权值为Ti。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断
45、。那么，其中Ti是路径Li的时间权值，为A，B之间的截止权值。显然，的具体数值与A，B有关，或者说与A，B之间的最小权值有关，称它为动态截止权值。假定乘客在 中选择路径Li的概率为pi（i=1，k），则用pi作为路径Li的分配比例是最合理的。显然pi是路径权值Ti的函数。不失一般性，设 ，即路径按权值递增排序。9.3清 分 方 案 9.3.6最短时间法（2）综合出行阻抗函数值的容许区域判断。使用此方法计算实际收益比例，确定各有效路径承担某一OD客流的比例后，根据各运营主体承担每条路径的运输里程以及客流在各路径中的分配比例，计算出相关运营收益方的清分比例。单路径单运营主体：OD间的收益所得全部分
46、配给该运营主体。单路径多运营主体：OD运费所得应根据各运营主体的运距比例分配。多路径单运营主体：OD的运费只要根据客流在各路径的分配比例分摊给各条路径运营主体。多路径多运营主体：该OD的运费首先在多条可选路径之间分配；然后根据每条路径所涉及的各运营主体的运距比例，分配该路径的运费。9.3清 分 方 案 9.3.7多因素修订综合优选多路径法 乘客在出行时根据自身需求，综合线路的运营里程、发车间隔、舒适性、拥挤度、换乘走行距离、换乘花费时间等因素综合，考虑选择路网中哪条路径为出行最后路径。通过长期的统计、调查和分析，能够得出乘客选乘路径的概率结构，长期的数据能显示出每条路径的乘坐情况。那么多因素修
47、订综合优选多路径法就是在多路径算法基础上的，以乘客出行选择因素作为修订依据，根据线路被选乘的概率进行清分结算。由于乘客是否选择某条换乘路径在现实中具有统计意义，因此，这一概率能够通过人为修正权重来不断满足实际的运营情况。在操作过程中，首先列举出各种影响乘客选择路径的因素，通过不断地统计、模拟抽样调查、分析及修正各线路的权重因子，并把所有可供乘客选择的路径都考虑在内，由各受益方共同决策计算出每条可供选择路径的被选择概率值，根据路径及比率计算出各相关路段客流和票款的清分比例。9.3清 分 方 案 9.3.7多因素修订综合优选多路径法 此种方法考虑了各种影响乘客换乘选择的因素，对实际运营过程中的换乘
48、情况作出了较为贴近的拟合。其中最核心的工作即为确定线路的选乘概率因子，那么在目前城市轨道交通系统接收大量乘客的状况下，如果做到非常精确地计算概率因子是不可能的，我们只能尽量扩大样本的范围和数量，使得清分误差能控制在很小的范围内，而并非对每个乘客的每一次乘坐都能够进行精确清分。对于城市轨道交通路网发生变化，如新增线路、车站功能变化（从非换乘站变为换乘站）时，均表示路网拓扑结构的改变。可以重新调用清分模型计算模块，重新生成新拓扑结构下的清分规则表。9.3清 分 方 案 9.4.1上海 目前，上海市采用的运费清分方法是多路径影响法。基于乘客路径选择的最短路清分方法即在OD之间寻找乘客出行的最小费用路
49、径，将全部流量分配给该路径，再根据不同运营企业在该路径上所承担的路程比例来计算相应的清分比例。上海地铁1号线是属于申通地铁上市公司的资产，轨道交通线路的票务收入与线路上的总客流量紧密地联系在一起，因此，会计事务所需要对上海地铁1号线的客流量、换乘客流量、1号线的票务收入进行详细的审计，审计的结果也需要向社会和股东公布。9.4国内外主要城市轨道交通清分结算方案 举例与分析 9.4.1上海 图9-3中，以人民广场大木桥路的乘车交易为例，存在两条有效路径：最短路径P1（人民广场、大世界、老西门、陆家浜路、西藏南路、鲁班路、大木桥路），其路径代价为48；次短路径P2（人民广场、黄陂南路、陕西南路、常熟
50、路、衡山路、徐家汇、体育馆、体育场、东安路、大木桥路），其路径代价为66。按传统清分算法即最短路径计算，8号线取得66%的收益，4号线取得34%的收益，1号线无任何收益。实际情形是并非所有乘客都选择路径P1，而是约有24%的乘客会选择次短路径P2，因此1号线也应取得收益。按改进后的清分算法计算，1号线取得16%的收益，8号线取得49%的收益，4号线取得35%的收益。9.4国内外主要城市轨道交通清分结算方案 举例与分析 9.4.1上海 9.4国内外主要城市轨道交通清分结算方案 举例与分析图9-3 上海地铁线路局部图 9.4.2首尔 韩国智能卡公司（Korea Smart Card Co.Ltd.
