基于效用理论的城市轨道交通运营管理优化策略

（武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065）

城市经济的快速发展，使得城市居民出行对交通工具的需求量逐渐地增大。最近几年，我国城市轨道交通系统的快速发展有效地缓解了我国交通堵塞的问题，并且城市轨道交通系统的快速发展对城市交通的正常运行发挥了极其重要的作用。城市交通系统的快速发展不仅能够有效地带动城市经济的发展，而且也给城市居民的出行带来了很大的方便。经过一系列的社会统计调查得出，直到2010年年末，我们国家的城市轨道交通已经有49条路线，并且交通运营已经超过1 400km。因此我们可以看出，我国城市轨道交通系统已经步入发展的高潮阶段。但是城市轨道交通系统在发展的过程中仍存在着很多的问题，比如：城市轨道交通系统和其他交通方式之间的兼容性较差；城市轨道路线一旦建设完成就很难灵动的进行调整等问题。这些问题的存在不仅严重影响了我国城市轨道交通系统的发展，而且导致很多城市轨道交通系统企业的运营亏损。所以为了使城市轨道交通运营管理结构更加优化，国内外很多学者纷纷加入到了提高城市轨道交通运营管理水平的研究中。本文从交通需求为出发点，对目前城市中不同时段的客流量进行了分析探索，从而为城市轨道交通运营额的提高提供了一系列的解决措施。

1 城市交通客流的形成

城市居民日常出行的需求是形成城市交通客流的主要因素，城市居民从出发地到目的地所采用的交通手段，也包括城市居民做出出行决策的过程。因此我们可以看出，城市交通客流形成主要包括两个方面，分别是城市居民的出行需求和出行决策。

1.1 交通需求

出行者有交通需要是出行者为了如工作和生活需要而选择的一种出行手段；出行者具备的支付能力指的是出行者在乘坐某种交通工具之后费用的支出，其支付能力不仅包括对交通方式的费用支配，还包括在乘坐交通工具的过程中对时间的消耗支付。

一旦满足交通需要的条件就会产生交通客流量，而出行者选择将取决于出行者的消费水平和支付能力。现代城市的交通系统是以城市轨道交通为中心，大幅度提高城市出行者选择城市轨道交通出行方式的喜欢程度是改善城市轨道交通经济效益的有效途径。

1.2 交通出行的决策

根据众多的城市轨道交通系统决策理论，城市出行者在选择出行方式的过程中的思考过程能够很好地响应效用理论，所以出行者在决策的过程中的决策观念也能够复合最大化原则。因此，将效用值作为决策标准是非常科学的，它不仅可以充分地反映出决策者在决策的过程中所面临的风险，而且还能够使决策者做出符合需求的决策。专业人员将交通需求效用出行的大范围费用用一个公式表达：

这个公式中的字母分别为：U表示城市出行主要乘坐交通方式之后所支付的平均费用（元）；E表示出行者在乘坐交通工具时所花费的票价（元）；a表示为某一种交通工具出行距离所需要花费的距离费率（%）；T表示出行者在选择交通工具决策的过程中所花费的时间（s）；β表示为出行时间成本当量；M表示出行者在出行的过程中对交通工具的满意程度（%）；n表示为满意程度成本当量；S表示为出行者对某一种交通工具的喜爱程度和使用频率（%）；y表示出行者对某一种交通工具喜爱程度的成本当量。

从专业人员总结出的这个公式我们可以看出，出行者的支付能力不仅包括对乘坐交通工具的费用支出，而且还包括在乘坐交通工具过程中所消耗的时间。城市轨道交通系统中某一种交通工具的出发时间间隔和车的容量是影响出行者决策的重要因素，因为它与出行者的支付能力直接相关。如果交通工具出发的时间间隔过长，就会导致出行者的时间成本明显提高。城市轨道交通系统中在乘客流量稳定的情况下，车辆的发车频率和客流量成正比关系，指的是提高发车的频率可以有效地提高出行者选择交通轨道出行的吸引力。提高车辆的发车频率，就可以有效地降低出行者的时间成本，从而可以有效增加客流量，提高城市轨道交通系统对客流量的吸引力，但是对于城市轨道交通系统中的管理者和交通司机来讲，缩短每个车辆的发车时间的间隔会提高交通系统运营的成本。

2 交通方式的选择

2.1 交通方式分担

城市中的公交车系统是大型城市交通系统的重要组成部分。因为城市轨道交通系统具有运输容量大、速度快的优势，所以受到城市出行者的偏爱，而穿梭在城市中运营的公交车可以有效地减少出行者的步行时间，并且在乘车的过程中可以通过车窗观看城市的人文风情，所以也获得了城市出行者的喜爱。

出行者在出行方式选择的过程中，把可以选择的交通方式假设为“选择枝”，并且把每个能够使出行者满意的“选择枝”称为“效用”。关于“效用”专业人员做出了以下的假设：（1）出行者每次在交通工具选择的过程中总会选择“效用”值最大的“选择枝”。（2）出行者会依据自己的工作特性和生活需要选择和选择枝选择效用值。

让U表示为出行者选择选择枝i时的效用值，C表示为出行者对应的选择枝的集合，则有Ui＞U，集合j包含与集合C，且j≠i时，出行者则选择第i个选择枝。

利用城市交通轨道的效用理论，并且结合所得出的第一个交通公式来得出分摊模型S（i）：

城市轨道交通分担率S（R）为：

常规公交分担率S（B）为：

在交通体系中以城市轨道交通为中心，如果想要提高城市出行者对城市轨道交通方式的选择率，就需要满足出行者效用最大化原则，则需要满足Ur＞Ub。

公式中的Ur表示城市出行者选择城市轨道交通时的效用，Ub出行者选择公交交通方式的效用。

当公式（2）的条件得到满足时，有S（R）＞S（B），城市轨道的运行效率大于城市轨道的交通编程效率。

2.2 交通方式的比较

依据以上的交通需求分析结果我们可以得出，出行者选择出行的交通方式的主要因素是个人的喜欢程度以及出行成本的高低，个人对出行方式选择主要也受日常生活经验积累、乘坐公交车的舒适度和感受等主观因素的影响。出行的成本主要包括所支付的交通票价费用和花费的时间。目前，我国城市交通体系中主要是以轨道交通为中心，使得出行者出行成本提高的主要因素是发车时间间隔的延长、乘坐交通工具的舒适程度下降、出行成本的费用增加等因素，导致城市出行者选择城市轨道交通系统出门的效率低。

交通管理者和出行者两者之间的信息不对称。在城市交通轨道系统中，城市轨道交通管理者更加追求城市轨道系统的最大利润，即提高城市轨道各资源的利用效率，从而可以有效地降低城市轨道系统运营的成本。而出行者的出行目标是为了选择出行成本低、运作效率高、舒适程度高的交通工具。

3 提高城市轨道交通运营管理水平采取的优化措施

对国内外大城市的轨道交通的客流量进行详细的分析，当城市轨道的客流量小于1.7 万人/（km·d），城市轨道交通系统在盈利的过程中缺乏最基础的客流量，从而导致城市轨道交通系统在运营的过程中出现亏损的现象；当城市轨道的客流量大于1.5 万人/（km·d），城市轨道交通系统在运行的过程中略有盈利；当城市轨道客流量大于2.5 万人/（km·d）时，城市轨道交通系统在运营的过程中获得较高的利润。从城市客流量的密度大小来讲，尽可能多的吸引客流量可以有效地提高城市轨道利润的收益。

3.1 可行性

为了能够有效地提高城市轨道交通系统运行过程中的赢取的利润，城市轨道交通系统管理者可以依据峰期的变化，将发车时间间隔进行适当的延长。城市轨道交通系统延长车辆发车时间间隔，很大程度的增提高了出行者的出行成本，从而降低了出行的效率。当选择城市轨道交通出行的人数比较多的时间段时，交通管理者可以通过采用适当缩短发车时间间隔的方式，从而降低出行者的出行成本。为了使得城市城轨交通系统在运行的过程中吸引更大的客流量，就需要依据客流量的变化将票价和发车时间间隔进行适当的调整。

3.2 调整城市交通系统发车时间间隔

出行者在乘车的过程中的舒适程度主要取决于等车时间的长短。从城市轨道交通系统管理者目标效应最大化的角度来讲，交通系统管理者可以适当地缩短轨道交通发车的时间间隔，并且还需要适当地延长常规公交的发车时间间隔，从而有效地诱导城市出行者选择城市轨道交通方式出行。因此，为了能够有效地为城市轨道交通系统带来大量的客流量，就需要城市轨道交通管理者能够依据客流量的峰期变化将发车时间进行适当的调整。

4 结语

通过这篇文章我们可以知道，为了能够有效地提高城市轨道交通系统的客流量，城市交通管理者可以依据客流量的峰期的变化适当调整常规公交的发车时间间隔。除此之外，为了能够有效地提高城市轨道交通系统的客流量，城市交通管理者还可以将轨道交通和常规公交的票价进行适当的调整。通过调整出行者的成本，来控制城市轨道交通的运行系统。总而言之，城市轨道交通系统中的客流量可以通过多种途径进行调控。