轨道交通网络化运营概述课程(PPT 73页).ppt

,第一讲网络化运营概述,主讲教师简介,毛保华:1993年获博士学位，1998年起任教授。指导硕士毕业生80余人，博士毕业生近30人。北京交通大学中国综合交通研究中心执行主任，城市轨道交通系主任，北京市教学名师。“交通运输系统工程与信息”学报主编。全国城市客运标准化技术委员会委员，中国城市轨道交通协会运营管理专业委员会副主任委员，中国系统工程学会常务理事、副秘书长，中国城市科学研究会理事。中国铁道学会运输专业委员会委员。刘智丽：负责第三讲柏赟：负责第六、七(与梁肖)讲蒋玉琨：第五讲(部分),课程讲授计划,第一讲网络化运营概述第二讲城市交通补贴的方法与政策第三讲轨道交通网络系统票务清分方法与实现技术第四讲网络化运营组织技术（上）第五讲网络化运营组织技术（下）第六讲轨道交通资产管理与维修养护技术第七讲轨道交通换乘组织设计与节能技术第八讲轨道交通资源共享与应急管理技术及课程测试,考核方式,平时占40%(课程作业、考勤、提问等)期末考试占60%（开卷）,参考资料毛保华，刘明君，黄荣，杜鹏等著，轨道交通网络化运营组织理论与关键技术，科学出版社，2011年4月毛保华,四兵锋,刘智丽著，城市轨道交通网络管理及收入分配理论与方法，科学出版社,2007.,轨道交通网络化运营组织理论与技术32学时,课程简介,上篇网络化运营组织模式与资源共享技术结合对轨道交通网络化运营组织基本特征的分析，从宏观上探讨网络化运营组织管理模式，研究网络化运营环境下多运营商的票务清算方法与技术。探讨政府对轨道交通企业运营的补贴技术。最后讨论轨道交通网络环境下的运营资源共享技术，研究网络化运营条件下应急事件的处理技术。下篇网络化运营组织方法与实施技术重点分析和讨论跨线旅客换乘组织模式、线路间列车过轨组织方法、共线与支线条件下的列车运行组织、多交路列车运营组织技术、快慢车结合列车运行组织方法、可变列车编组技术、网络化运营环境下线路通过能力计算方法以及网络列车运行计划一体化编制方法等问题。,课程简介,1.1引言1.2轨道交通网络化运营概念1.3网络运营组织的特征1.4网络运营管理模式,本讲提要,(1)以解决通勤等短距离交通为主(时间与空间规律)(2)站间距短(北京200km,123站;上海186km,123站)(3)速度较低(更注重中转衔接设计)(4)列车编组较小,列车发车(追踪)间隔短(大客流管理)(5)采用直流或内燃牵引(技术)(6)无须预定(无固定)座席(主宾关系)(7)列车与乘务交路分离管理(8)非全天营业(维修模式不同),铁路与城市公交的复合体,城市轨道交通的特征,1.1引言,客运专线：解决城市对外交通问题，全方位提高城市群地区的对外辐射能力站间距在8km以上，速度200km/h以上，高峰小时能力0.5-1.0万人/方向。城际轨道交通：解决城市群地区城际快速联络问题，促进整个区域同城化、一体化发展目标的实现。站间距在3-8km，速度120-200km/h，高峰小时能力1.5-2.0万人/方向。城市轨道交通：形成市内快速通道，保持对对外交通系统的快速集疏运能力与效率。站间距在1-3km，速度80-120km/h，高峰小时能力2.0-4.0万人/方向。,三种新型的轨道交通,客运专线城际铁路城市轨道交通,三种新型轨道交通的功能,区域对外交通联系,城市群间交通联系,城市内交通联系,干线铁路网规划,贵广高铁、南广高铁、厦深高铁、广深港高铁(深港段)、广东西部沿海高铁、广珠铁路,2020年珠江三角洲地区轨道交通网规划,2020年城际铁路网规划,2020年广州市城市轨道交通线网规划示意图,国内城市交通的发展-以北京为例,出行水平增长的公交主导发展阶段（1978-1985年）,出行水平较低的非机动化交通主导阶段（1949-1977年）,出租车主导发展的机动化前期（1986-1995年）,私家车迅速增长的快速机动化阶段（1996-2006年）,以轨道交通建设为主导的结构调整阶段（2007-）,我国城市化发展增加了城市道路交通拥挤，独享路权的城市轨道交通系统正成为解决大城市中心城区道路交通供给不足的一种普遍选择。2012年末，我国内地已有17个城市共拥有2064公里轨道交通运营线路，预计“十二五”末内地各城市轨道交通的运营线路里程将超过3000公里。北京地铁一期工程于1965年7月1日破土动工，1969年10月1日建成通车。2012年底，北京市已建成并投入运营的轨道交通线路共16条，总里程442km，共261个车站，日均客运量达674万人。,国内城市轨道交通的发展,2012年底，上海市已建成并投入运营的的轨道交通线路共有12条线（不含磁悬浮和有轨电车），总里程达428.1km，共设287座车站2012年底，广州市共有1号线、2号线、3号线、4号线、5号线、8号线、广佛线及APM线等8条线路，总里程达235km。36个城市计划建设城市轨道交通项目。根据这些规划统计，2020年我国城市轨道交通累计营业里程将达到7395公里。以每公里5亿元造价计算，2009-2020年将投入3.3万亿，年均达2700亿元。,国内城市轨道交通的发展,城市轨道交通将主导特大城市的交通发展,理由：相对地面交通更快捷输送能力大(可承受大客流的冲击)准时性好(不受地面交通干扰)不占用宝贵的中心区土地资源较地面交通更为舒适,城市轨道交通的前景,轨道交通建设是调整城市结构的基本前提和重要手段！,单中心城市,多中心结构,城市布局形态发生演变,为什么其他方式难以起到这种作用？,理由,唯有轨道交通才具有既可引导城市适度扩散、又能防止城市过度扩散的功能。,满足扩散要求提供满意的交通服务水平，让人们愿意迁移到次中心去居住和工作：,城市无法过度扩散轨道交通不能抵达的地方，具有更高的居住成本或出行阻抗，并足以防止人们大量地迁移。,轨道交通在出行时间、正点率、出行综合费用方面具有优势；主中心区个人交通的使用成本高昂。次中心的地产价格与居住环境更加优良。,理由,1.2轨道交通网络化运营概念,（1）网络化运营概念：随着城市轨道交通的发展，各城市均将经历从单一线路到网络化的运营模式。网络化运营是指在由多线路组成的城市轨道交通线网上建立的、旨在有效满足出行者需要的安全、可持续的运输组织方法与经营行为的总称。网络化运营的内涵：通过建立安全、高效、系统的运营管理体系，统筹安排既有资源，统一协调线、网间关系，实现线、网的有效、安全和可靠运营，实现网络运营的社会效益、经济效益最大化。,(2)轨道交通线网形态分析,从整体来看，线网的物理结构，决定了网络服务辐射的区域与范围。局部看，网络换乘站、折返线、越行线、联络线的设置，关联着运营组织方法与技术应用。,a网格型,b放射型,c环线+网格型,d环线+放射型,（3）网络换乘便捷性分析方法,不同线网形态换乘能力存在显著差异，线网规划阶段应予充分考虑，通过合理选择线网形态，尽可能减少乘客的换乘次数，以提高线网运行效率与服务质量。对于规划线网，线网换乘节点越多，乘客可选择的出行路径就越多。换乘节点多的意义？线网负荷越平均网络运营的灵活性越强,下图线网的换乘便捷性矩阵,线网的换乘便捷性为：,(4)典型线网的换乘便捷性分析,典型线网形态的换乘便捷性边际贡献分析,换乘便捷性比较,换乘便捷性分析,分析表明：增加不同线形线路对线网换乘便捷性的边际贡献不同：“环线对角线平行线”加入平行于原线网中的线路，提高的换乘便捷性较小，同时对原线网覆盖的区域改善作用不明显。加入对角线后提高的换乘便捷性高于平行线，主要是改善对角线周边线网的换乘便捷性。加入环线或大弧度曲线后，原线网换乘便捷性提高最大，同时对于增加环线周边及环线以外的换乘便捷性、改善原线网覆盖区域的作用明显。,多线换乘节点的换乘便捷性贡献分析,线网中换乘站太多，将增加工程费用；换乘站太少，则导致单个换乘站负荷过重，降低换乘站服务水平。进一步探讨3线、多线换乘的线网形态对换乘便捷性的贡献。为便于比较，不妨设,多线换乘节点的换乘便捷性贡献分析,换乘便捷性差异的原因分析,情形2与情形1相比，由于线网中有7个3线换乘节点，13个换乘节点能达到情形1中27个换乘节点的效果。这说明：三线换乘节点比两线换乘节点的换乘便捷性高约100%。3线或多线换乘站造价比两线换乘站大且换乘压力大，但全网换乘站数目要少得多。因此，在换乘站数一定时，设置3线或多线换乘枢纽是提高线网换乘便捷性的有效方法。,情形3是一种较为极端的做法，它表明：取消或减少平行线和建设多线换乘枢纽对提高线网换乘便捷性有明显作用。三种线网虽然只是特定线路数、特定线间关系下的简单示例，但其节点数和换乘便捷性的演变趋势表明：在线网规划和建设中，可通过合理设置3线和多线换乘站使换乘站数量维持在一个适当范围内，同时保证线网的换乘便捷性。,换乘便捷性差异的原因分析,典型线网的换乘便捷性分析-营团地铁,东京营团地铁线网与换乘节点分布：9条线路组成，营业里程全长195公里,营团地铁换乘便捷性分析,东京营团地铁线网由9条线路组成，营业里程195公里，25个换乘节点：6个节点是3线换乘，2个节点是4线换乘，1个节点是5线换乘，其余16个节点是两线换乘。大部分线路走向呈大弧度曲线线形，存在两线间通过多个换乘节点连接的情况。东京营团地铁线网换乘便捷性为：,以2009年北京轨道交通网为例，线网由9条线路组成，营业里程228公里。其中，大节点表示3线换乘节点。北京城市轨道交通线网共有19个换乘站。北京城市轨道交通线网的换乘便捷性为：,2009年北京地铁换乘便捷性分析,换乘便捷性差异分析,两个线网的换乘节点分别为19个和25个。北京轨道交通线网建立网格型结构，多为纵横方向的平行线，故两线之间的换乘节点较少；东京营团地铁线网的大部分线路走向呈大弧度曲线线形，两线间存在多个换乘节点。北京轨道交通的中心区线网中缺少有效率的对角形态的线路，这是形成换乘差异的重要结构原因。北京只有2个节点属于3线换乘，仅占全部换乘节点的10%，其余换乘节点均为两线换乘，连通功能较差；而东京营团地铁线网的多线换乘节点占全部换乘节点的36%。综上所述，以网格型结构为基础的线网，换乘便捷性较低是其突出的缺陷所在，直接影响了网络化运营的效率。,1.3网络运营组织特征,网络化运营组织关注的主要问题：网络运输能力不同区域服务覆盖率网络服务在空间、时间层面上的负荷均衡(拥挤防治)方法与实现技术降低网络运营成本(节约资源)的方法,1.3网络运营组织特征,网络运输能力，必须与其服务区域内客流在空间、时间上的分布相适应。轨道交通线网运营组织方法也需要与城市空间、土地利用、客流分布等相适配，以保障各条线路组合或合作形成统一的高效运营整体。一般地，一条城市轨道交通线路上客流的空间分布可通过车站乘降人数和线路断面客流量体现。某线路一方向各断面客流不均衡系数的计算方法：,k表示单向断面客流不均衡系数；i表示断面序号；Ai表示单向断面客流量(人)；n表示单向全线断面数(个)。,2005年北京城铁13号线高峰期进出城客流分布,早高峰时段通过轨道线路进出四环内的居民出行量之比为3.1:1,各区段客流交换量不均衡分析,根据断面客流，可将流量相近的站间区间划为一个区段。研究各区段间客流OD，可分析区段客流交换量。从两两区段间交换量、区段内部交换量及两者之和的总交换量这三个方面来考察各区段的客流交换特征。由于市区客流与郊区客流的差异，区段间的最大交换量一般出现在这两个区段之间。交换总量最大的区段，一般位于城市的边缘区，即市区客流与郊区客流的结合部。作用？设定长短交路、快慢车站停方案的依据！,北京地铁6号线2038年全日客流组团分析示意图,区段间交换量最大的为AC段；对外交换量最大的C段(CBD地段)，其内部交换量较小，但其与其他各区段的交换量最大，充分说明了中央商务区的强大的吸引力；内部交换量最大为E段(通州)，表明随着通州新城开发，其内部交通需求不断增强。,北京地铁6号线2038年全日客流组团分析示意图,从交换总量看，C段最高，其次是A段与D段，再次是B段，E段最低。差距表明了区域差异导致的客流特征变化：即2038年，全市网络进一步完善，通州新城发展到一定程度，作为郊区的E段与市中心AD段的需求仍有较大差别，适宜设置不同的列车交路。,线网上区域客流的空间分布特征,在特大城市或都市圈，发达的城市轨道交通线网覆盖范围遍及整个市域。通过单条线路客流空间分布不均衡性研究，确定连接郊区的城市轨道交通各线路的最高流量客流断面，将这些断面在线网中联系起来，往往会形成围绕城市中心区的一个闭合环线或大弧度曲线。在这个环线上，同时也是断面客流发生骤变的“临界面”，往往作为设定分段区间、长短交路的依据。,东京营团地铁线网各线客流量最大的断面,从位置上看，客流量最大断面基本位于东京都中心区外围，围绕中心区形成了一条闭合曲线，这条曲线也是营团地铁发生大量网内外换乘、过轨运营的区域。,北京市轨道网发展历程,2008年,2007年,2009年,2003年,2003年前,2010年,1.3网络化运营客流特征,北京轨道交通客流成长规律,2000年以来，北京轨道交通客流成长规律,2000年以来，北京轨道交通客流成长规律,第一阶段58公里，2条线客运量在120万左右,北京轨道交通客流成长规律,2000年以来，北京轨道交通客流成长规律,第二阶段114公里，4条线从120万增长至200万,北京轨道交通客流成长规律,2000年以来，北京轨道交通客流成长规律,第三阶段228公里，9条线从200万增长至超过550万,北京轨道交通客流成长规律,平均乘距与运距,工作日线网平均乘距是15.51公里，平均乘坐站数达10.99个，在轨道系统内平均时间为41分钟,工作日各线路最大平均运距是12.30公里（13号线），平均运距占线路长度最大比例为55.9%（八通线）,平均乘距与运距,上海2010年11条线，355公里，北京2010年底，14条线，336公里,轨道客运周转量北京比上海高出约46%，每公里线路比上海多承担50%的客运周转量,1.4网络化组织管理模式,（1）关于模式的几个概念投资-建设-运营-监管投资模式：财政(政府)投资土地开发权益的利用企业债券发行国债国内银行贷款民间资金项目融资国际金融组织(多边国际组织)贷款、融资租赁等,(1)关于模式的几个概念,建设模式：基建指挥部管理模式设计/采购/施工总承包(EPC)总价固定的交钥匙工程(LSTK)项目管理模式(PM,项目管理承包商(Project,Management,Contractor,简称PMC)建筑工程管理方式(ConstructionManagementApproach)合作管理模式(Partnering)建设-经营-转让模式(BOT)移交-运营-移交模式(TOT)项目总控模式(ProjectControlling),(彭飞：中国石化工程建设公司项目执行中心:国内外几种建设模式比较),不同建设模式的比较分析,(2)运营管理模式,主要利益体：政府(中央或地方)，企业(公有制经济主体)，民间资本(非公有制经济主体)，外资(海外资本)主要模式：（1）国(公、官)有国(公、官、地)营（2）国有民(他)营（3）民有民营(私有私营,含官方资金非控股)（4）有外资参与的上述形式,轨道交通宏观管理的六种模式：,(1)有竞争条件下的官办官营模式：线路为政府所有，两家或两家以上的运营单位通过招标方式获得经营权。代表城市：韩国首尔、北京(2)无竞争条件下的官办官营模式：线路为政府所有，一家单位独家经营，或两家以上单位按行政区域划分经营范围。代表城市：伦敦、纽约、柏林、巴黎、广州,宏观管理模式,(3)官办半民营模式：线路为政府所有，交由政府股份占主导地位的上市公司经营。代表城市：香港(4)官办民营模式：线路为政府所有，交由民间股份占主导地位的上市公司经营。代表城市：新加坡(5)多种经济成份构成的模式：线路归政府和地方公共团体所共有，同样由政府和地方公共团体共同组织人员经营。代表城市：东京(6)私办私营的模式：线路由私人集团投资兴建，并由私人集团经营，政府不能干涉经营事务工作。代表城市：曼谷,宏观管理模式,从都市圈轨道交通所有者与运营公司的关系看，东京：最复杂，主要有国有国营、地方所有地方运营、民间资本建设民营等形式。巴黎：主要有国有国营，个别线路国家和地方共同所有并由国营公司运营。纽约：以地方所有地方运营为主，市郊铁路以地方所有地方运营为主，国有国营为辅。伦敦、首尔：国有国营。,宏观管理模式,东京都市圈轨道交通,由地铁、JR铁路和民营铁路三个系统构成，辅之以少量有轨电车、单轨列车等方式。地铁属于国有或地方所有、由地方运营；国有的JR铁路由民营化的JR东日本公司运营；民铁是市郊铁路线的主体，以民间资本建设、由民营公司运营。东京市政府根据铁道法对东京地铁进行监管，主管建设期的审批、运营票价的审批；对运营管理方面不做干预。日本政府要求东京地铁自行组织在规定的时间、按规定的程序进行安全检查，国土交通省会随时巡视。东京都交通局直接管理都营地铁，主要是票价和安全检查方面的监管。,东京都市圈共有12个轨道交通公司：东京地铁、都营地铁、横滨地铁、JR东日本公司以及8家大的民营铁路公司。在多家运营商的格局下，运营商之间的协调问题根据各家间签订的协议，自行协调。在换乘点事务及直通运营线路事务上，以线路财产归属进行划分，谁的线路谁负责。发生重大事故，如地震、大火灾、恐怖事件等，由政府防灾指挥中心统一协调指挥。,东京都市圈轨道交通,巴黎都市圈轨道交通,巴黎都市圈的轨道交通主要由地铁、有轨电车、RER线和市郊铁路四个系统构成。地铁、有轨电车属于国家和地方政府共同所有、由国营公司运营。RER线：除A、B线部分区间为国家与地方共有、国营公司运营外，大部分为国有国营。市郊铁路：均为国有国营。,纽约都市圈轨道交通,纽约都市圈的轨道交通主要由地铁、通勤铁路和国铁三个系统构成。地铁属于地方政府、双州港务局或私营公司所有，由公营单位运营或由公营单位转交给第三方公司运营。通勤铁路属于地方政府、联铁或公益单位所有，由公益单位或公营单位经营。国铁为国有国营。,伦敦都市圈轨道交通,伦敦：包括地铁和国铁。地铁属于地方所有地方运营；国铁属于国有，国有企业负责路网维护，客运业务分包给多个私有企业。大伦敦市的地铁与轻轨由大伦敦交通委员会（TfL）负责管理。作为伦敦城市管理的主要机构之一，TfL的主要职责是将大伦敦市长的交通战略付诸实施，并管理伦敦地区的交通整体运营。TfL分为以下三个理事会：伦敦地铁、伦敦国铁、地面交通，并各自成立对应的法人团体机构，运营管理相应的线路。,伦敦:12条地铁线路，早期地铁网络由不同公司修建而成，1933年系统整合后，由伦敦客运管理委员会(LPTB)管理