摘要：運(yùn)營數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)軌道交通客流控制、誘導(dǎo)、預(yù)測和狀態(tài)分析的基礎(chǔ)。對于國內(nèi)已建成并投入運(yùn)營的軌道交通線路或線網(wǎng)而言，應(yīng)根據(jù)城市軌道交通實(shí)際情況，選擇運(yùn)營數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)營效果評價、運(yùn)營狀態(tài)界定和運(yùn)營可靠性分析等，為此，本文針對軌道交通AFC系統(tǒng)的運(yùn)營數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)管理分析與探討。
　　
　　關(guān)鍵詞：軌道交通；AFC系統(tǒng)；運(yùn)營管理；數(shù)據(jù)分析；機(jī)制策略；數(shù)據(jù)應(yīng)用
　　
　　0引言
　　
　　隨著軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營水平的提高以及廣大乘客對服務(wù)水平需求的不斷增長，迫切要求軌道交通各運(yùn)營部門之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互管理和分工協(xié)作[1、2]，如果能對軌道交通運(yùn)營過程中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合利用，建立相應(yīng)的運(yùn)營決策體系，及時有效地組織運(yùn)營調(diào)度，通過優(yōu)化資源配置來完善城市軌道交通系統(tǒng)管理，就能提高城市軌道交通的運(yùn)營效率。
　　城市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)（AFC）為乘客提供快捷的購票、檢票服務(wù)，實(shí)現(xiàn)票務(wù)工作自動化管理，它是城市軌道交通運(yùn)營不可缺少的一個非常重要的系統(tǒng)，為運(yùn)營的科學(xué)管理提供依據(jù)。
　　1城市軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)管理的三個重要環(huán)節(jié)
　　目前國內(nèi)很多城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理處于探索階段，對軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)的管理更是缺乏行之有效的研究。因此，理清運(yùn)營數(shù)據(jù)管理過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用三個環(huán)節(jié)的內(nèi)容和相互關(guān)系，加強(qiáng)相互協(xié)調(diào)，對提高服務(wù)水平和城市軌道交通運(yùn)營決策至關(guān)重要。
　　
　　
　　圖1運(yùn)營數(shù)據(jù)管理的三個環(huán)節(jié)
　　圖1為運(yùn)營數(shù)據(jù)管理三個環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系，從中不難發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營數(shù)據(jù)管理是一個持續(xù)不斷完善和改進(jìn)的過程，數(shù)據(jù)采集為數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析直接為數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)應(yīng)用再反饋到數(shù)據(jù)采集，為數(shù)據(jù)采集提供新的思路。
　　在軌道交通AFC系統(tǒng)投入運(yùn)營之后，會自動生成一系列數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上可利用數(shù)據(jù)預(yù)測，數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析結(jié)果將成為運(yùn)營決策的依據(jù)。例如，根據(jù)AFC系統(tǒng)采集的客流數(shù)據(jù)，對城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營狀況或服務(wù)水平做出判別和評定等。
　　軌道交通運(yùn)營部門面對日益增加的AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，如何有效地利用數(shù)據(jù)管理技術(shù)，使運(yùn)營部門降低成本，防范風(fēng)險等成為需要研究的課題。
　　1.1數(shù)據(jù)采集
　　數(shù)據(jù)采集是運(yùn)營數(shù)據(jù)管理三個環(huán)節(jié)中的第一個環(huán)節(jié)，也是數(shù)據(jù)管理的前提和基礎(chǔ)。軌道交通AFC系統(tǒng)以票卡為基礎(chǔ)，一方面利用計(jì)算機(jī)管理購票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)的全部過程，加快了售檢票速度，提高了收費(fèi)效率，另一方面AFC系統(tǒng)中常用的閘機(jī)、自動售票機(jī)、半自動售票機(jī)、自助充值機(jī)、自主查詢機(jī)等設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄大量的歷史運(yùn)營數(shù)據(jù)，供相關(guān)人員參考應(yīng)用，主要包括的數(shù)據(jù)有：
　　高峰客流、平均運(yùn)距、斷面客流、極端客流、全日早晚高峰小時客流、某一特定時間內(nèi)客流、節(jié)假日客流、換乘客流、平均票價、車票發(fā)售情況、設(shè)備使用情況、票務(wù)收益、客流OD分布數(shù)據(jù)和單程票及IC卡使用比例等。
　　1.2數(shù)據(jù)分析
　　在獲得的歷史運(yùn)營數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。以客流數(shù)據(jù)分析為例，客流數(shù)據(jù)是軌道交通AFC系統(tǒng)采集的主要數(shù)據(jù)之一。
　　通常，客流數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測可以分為兩個方面：一是短時的軌道交通客流預(yù)測，其主要目的是為運(yùn)營部門的客運(yùn)調(diào)度與客運(yùn)組織服務(wù)；二是中長時間的軌道交通客流預(yù)測，主要作為城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的重要判據(jù)。以下針對AFC系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，采用時間序列模型進(jìn)行短時客流預(yù)測分析。
　　1.2.1時間序列模型
　　ARIMA（Autoregressive-IntegratedMovingAverage，自回歸移動平均數(shù)）時間序列是一種線性預(yù)測模型，模型首先針對非平穩(wěn)隨機(jī)序列ni=(t)，進(jìn)行d階差分，再利用ARMA（p，q）進(jìn)行預(yù)測。ARIMA帶有3個模型參數(shù)p，d，q，所以，也常寫為ARIMA（p，d，q），其中p為自回歸周期數(shù)，d為差分階數(shù)，q為移動平均周期數(shù)。它的原始預(yù)測模型可寫成：
　　▽dyt=φtyt-1＋F2yt-2＋...＋φpyt-p＋αt-θαt-1-...-θqαt-q（1）
　　應(yīng)用此模型進(jìn)行軌道交通的短時客流預(yù)測，y為客流量；α為零均值白噪聲；φ,θ為模型參數(shù)。
　　1.2.2客流短時預(yù)測分析
　　在綜合考慮客流時空特性的基礎(chǔ)上，預(yù)測軌道交通站點(diǎn)的短時客流量。某城市軌道交通車站運(yùn)營時每5min的進(jìn)站客流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助SAS軟件中的ARIMA子程序來實(shí)現(xiàn)預(yù)測分析，結(jié)合模型的相關(guān)性檢驗(yàn)、白噪聲檢驗(yàn)等規(guī)則不斷調(diào)試，確定模型參數(shù)（自回歸、周期性階數(shù)），根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行回歸并預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果與實(shí)際值比較，預(yù)測效果見圖2，圖2中黑色線為實(shí)際客流數(shù)據(jù)，紅色線為預(yù)測客流數(shù)據(jù)。
　　
　　圖2短時客流預(yù)測效果圖
　　由圖2可知，一天中每5min客流量呈現(xiàn)有峰有谷，顯然是一系列不平穩(wěn)的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行差分處理后，數(shù)據(jù)擬合達(dá)到基本要求，可見運(yùn)用時間序列方法可以簡單而有效地檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測效果，還可以根據(jù)預(yù)測的客流數(shù)據(jù)情況來應(yīng)對不斷變化的客運(yùn)需求，保證運(yùn)力充足可靠。所以，將時間序列方法應(yīng)用于軌道交通短時客流量預(yù)測是可行的。
　　1.3數(shù)據(jù)應(yīng)用
　　根據(jù)采集的運(yùn)營數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，為運(yùn)營管理提供依據(jù)。如對城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營狀況或服務(wù)水平做出判別和評定等，運(yùn)營決策部門據(jù)此改進(jìn)工作，提高運(yùn)營系統(tǒng)的綜合管理水平，這就是數(shù)據(jù)管理的最終目的。以短時客流預(yù)測為例，如在遇到極端客流的情況下，需要制定方案進(jìn)行客流疏散，進(jìn)行車站通道和站臺客流組織等。以下簡單介紹其在運(yùn)營決策中的應(yīng)用。
　　根據(jù)軌道交通AFC系統(tǒng)記錄的客流數(shù)據(jù)，軌道交通監(jiān)控中心結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的特征參數(shù)和其他有關(guān)信息，可以利用數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行軌道交通客流的實(shí)時預(yù)測，一旦預(yù)測到有突發(fā)情況而引起局部客流量的劇增，對軌道交通系統(tǒng)的正常運(yùn)營產(chǎn)生了很大沖擊，那么系統(tǒng)客流擁擠運(yùn)營狀態(tài)將會被確認(rèn)，同時確認(rèn)擁擠狀態(tài)發(fā)生的類型以及地點(diǎn)，隨之將這些相關(guān)信息傳送給運(yùn)營管理決策人員；運(yùn)營管理決策人員據(jù)此合理確定客流擁擠區(qū)域的緊急疏導(dǎo)范圍，在考慮擁擠區(qū)域車站的出入口、閘機(jī)口、樓扶梯、通道等數(shù)量及通過能力、站臺面的容納能力、列車的載客量、售檢票方式、行車組織等諸多因素的基礎(chǔ)上，制定出客流在車站內(nèi)部的引導(dǎo)和控制方案；隨后將客流擁擠狀態(tài)信息發(fā)送給現(xiàn)場運(yùn)營管理人員，及時地對可能到來的擁擠現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)備、指揮和調(diào)度；現(xiàn)場運(yùn)營管理人員執(zhí)行調(diào)度命令并匯報執(zhí)行結(jié)果，同時新的運(yùn)營數(shù)據(jù)反饋到軌道交通控制中心，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的實(shí)時客流預(yù)測與客流擁擠狀態(tài)下有效運(yùn)輸組織和運(yùn)營管理的互動，確保軌道交通系統(tǒng)的效率和運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。
　　除了進(jìn)行現(xiàn)場指揮與疏導(dǎo)外，及時有效的救護(hù)車服務(wù)、消防車服務(wù)和車輛修理服務(wù)等對盡快疏導(dǎo)現(xiàn)場擁擠也是非常必要的；為縮短恢復(fù)軌道交通正常運(yùn)營狀態(tài)所需要的時間，除對車站內(nèi)部的客流進(jìn)行引導(dǎo)之外，還可以通過為出行者提供有關(guān)擁擠發(fā)生的時間、地點(diǎn)、影響范圍等信息，引導(dǎo)客流避開擁擠區(qū)域，達(dá)到平穩(wěn)客流、減輕擁擠區(qū)域客流壓力的目的，還要對即將進(jìn)站的客流進(jìn)行控制，主要是通過信息及時發(fā)布誘導(dǎo)控制減少進(jìn)站客流，運(yùn)用強(qiáng)制手段緩解擁擠地點(diǎn)的軌道交通壓力。
　　2運(yùn)營管理與機(jī)制策略
　　鑒于軌道交通的運(yùn)營管理離不開規(guī)劃設(shè)計(jì)的結(jié)果,離不開經(jīng)營機(jī)制與策略。同時,交通又必須滿足城市居民的出行需求并完成規(guī)劃設(shè)計(jì)運(yùn)量、獲取最大經(jīng)濟(jì)效益兩大任務(wù)。尤其是經(jīng)濟(jì)效益方面,認(rèn)為交通效益不佳,世界上的許多地方的軌道交通其建設(shè)由政府出資,運(yùn)營虧損由政府補(bǔ)貼,這種狀況似乎已成思維定式。
　　事實(shí)上,畢竟還有如大阪、新加坡、莫斯科、漢城、圣地亞哥和馬尼拉、香港等城市不同程度地取得盈利和回收投資。對此,目前我國離獲得盈余、回收投資還有一定距離,應(yīng)充分利用城市軌道交通（AFC）系統(tǒng)運(yùn)營數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，加強(qiáng)運(yùn)營管理,講究運(yùn)營機(jī)制與策略,提高管理水平,以改善財(cái)務(wù)狀況,減少經(jīng)營虧損,甚至爭取有余。為此,應(yīng)該遵循如下原則,處理好以下幾方面的關(guān)系。
　　2．1運(yùn)營管理與經(jīng)營策略
　　運(yùn)營管理階段是城市軌道交通工程建設(shè)中的最終階段。它是規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段的最終體現(xiàn),也是工程建設(shè)階段終了的標(biāo)志,運(yùn)營管理要取得好的效果、效益,必須講究如下策略：
　　2.1.1線路建設(shè)策略
　　充分利用軌道運(yùn)輸資源,為乘客提供安全、可靠和高效的服務(wù)按照成本一效益原則,建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益好的新線。
　　2.1.2發(fā)展物業(yè)和多經(jīng)策略
　　在軌道線路附近、線路上方或下方開發(fā)物業(yè)、發(fā)展多經(jīng),為公司謀求財(cái)政收益和增加客流。
　　2.1.3管理機(jī)制及運(yùn)作策略
　　吸引并留住具有各方才干的員工,發(fā)揮他們的潛力,使他們?nèi)巳烁械阶约菏艿狡髦卦诩扔匈Y產(chǎn)及日后增加資產(chǎn)的基礎(chǔ)上,努力提高服務(wù)質(zhì)量,策劃從乘客處獲得足夠效益,不僅抵償服務(wù)支出,而且努力使資產(chǎn)保值增值,保持合理負(fù)債水準(zhǔn),并向股東提供所擔(dān)風(fēng)險和所期望相稱的回報保持與政府的良好關(guān)系,保證不間斷地得到來自政府的支持。同時,保持與兄弟單位、協(xié)作單位的合作關(guān)系,并爭取社會各界的同情、支持和理解。
　　3結(jié)束語
　　城市軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)管理分析的內(nèi)涵和外延在不斷發(fā)展當(dāng)中，運(yùn)營數(shù)據(jù)挖掘分析的實(shí)質(zhì)是一種管理思想的應(yīng)用，這是一個循序漸進(jìn)的過程，作為運(yùn)營決策部門的重要環(huán)節(jié)，在運(yùn)營效率上發(fā)揮著舉足輕重的作用。在未來的很長一段時間內(nèi)，軌道交通運(yùn)營企業(yè)不再是面臨如何獲得實(shí)時客流數(shù)據(jù)的問題，而是如何從大量的動態(tài)和實(shí)時數(shù)據(jù)中提取直觀的軌道交通運(yùn)行狀態(tài)信息來加強(qiáng)自身的運(yùn)營管理水平。
　　運(yùn)營數(shù)據(jù)管理給城市軌道交通運(yùn)營部門帶來的效益不僅在于加強(qiáng)了數(shù)據(jù)的利用程度，更大的效益是提高了軌道交通運(yùn)營企業(yè)的活力，對于軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展具有推動作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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　　[2]張寧，高朝暉，王健．軌道交通AFC系統(tǒng)票卡管理分析．都市快軌交通，2008，21（1）.