地鐵站乘客上下車效率因素影響分析論文
摘 要 地鐵站內(nèi)乘客上下車的效率影響著地鐵的運(yùn)營效率和服務(wù)水平。其中有自然因素和人為因素。通過實(shí)地調(diào)查測量,搜集整理數(shù)據(jù),運(yùn)用方差分析的數(shù)學(xué)方法對地鐵乘客上下車效率因素影響進(jìn)行了定量研究。認(rèn)為當(dāng)前的地鐵硬件設(shè)施水平已經(jīng)基本能夠滿足人們普遍的上、下車要求,影響乘客上下車效率的主要是人為因素,乘客群體層次差異對整體效果有一定的影響。
關(guān)鍵詞 地鐵,上下車效率,方差分析
地鐵車站作為一個(gè)特殊的活動空間,人們的走行速度受到不同因素的制約。當(dāng)前,隨著人們出行水平的提高、時(shí)間觀念的增強(qiáng)以及對安全的需求增長,行人交通[1]越來越多地受到研究人員的關(guān)注[2]。在地鐵車站中,上下車是主要的交通活動之一。上下車的速度不僅影響著地鐵站內(nèi)人群的活動,同時(shí)也影響地鐵列車的停車時(shí)間以及地鐵的服務(wù)水平。對地鐵乘客上下車效率進(jìn)行因素影響分析,對改善地鐵乘車環(huán)境,提高地鐵服務(wù)水平具有重要的意義。
地鐵乘客上下車速度受到很多因素的影響,自然因素中有氣候條件、乘車時(shí)間等;社會因素中有乘客群社會關(guān)系、乘客社會層次等;硬件因素中有站臺布設(shè)、列車型號等;個(gè)人因素中有性別、年齡差異,生活習(xí)慣等。分析出每種因素的影響將是一個(gè)龐大的工程,需要不斷地深入研究。
迄今為止,國內(nèi)外對行人交通研究深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及機(jī)動車交通,其調(diào)查和分析方法需要不斷地改進(jìn)和完善。傳統(tǒng)的研究僅僅對影響上下車的因素進(jìn)行定性的研究。本文僅通過對北京地鐵1號線、2號線和13號線進(jìn)行實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計(jì),并對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理分析,采用方差分析的數(shù)學(xué)方法對影響地鐵站內(nèi)乘客上下車效率的主要因素進(jìn)行定量分析研究。
1 方差分析法
方差分析法是常見的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法,由英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家R.A.Fisher首創(chuàng);為紀(jì)念Fisher,以F命名,故方差分析又稱F檢驗(yàn),其目的是推斷兩組或多組資料的總體均數(shù)是否相同,檢驗(yàn)兩個(gè)或多個(gè)樣本均數(shù)的差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。方差分析是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本方法之一,它實(shí)質(zhì)上是研究自變量(因素)與因變量(隨機(jī)變量)的相關(guān)關(guān)系,辨明某個(gè)因素對因變量是不是有顯著影響。
2 地鐵乘客上下車行為特點(diǎn)
乘客上下車是乘客乘車的一個(gè)重要組成部分,是發(fā)生在站臺和列車連接點(diǎn)(車門)處的行為,如果控制失當(dāng)很容易發(fā)生擁擠和堵塞,甚至發(fā)生危險(xiǎn)事故。對乘客上下車花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行實(shí)測是我們掌握乘客上下車行為主要特征的重要手段之一。乘客上下車花費(fèi)時(shí)間的實(shí)測方法主要有現(xiàn)場人工觀測、攝影、攝像等。
通過大量觀測,可以總結(jié)出以下一些地鐵乘客上下車行為特征:
(1)當(dāng)上下車乘客都趕時(shí)間時(shí),整體上下車速度才可能加快;個(gè)別乘客上下車速度快不代表上下車整體速度快;
(2)乘客上下車速度很容易受上下車乘客群中的個(gè)別乘客影響,如可能負(fù)重過多、行動不便的乘客存在;
(3)個(gè)別乘客上下車效率具有隨機(jī)性,乘客數(shù)量與乘客上下車平均花費(fèi)時(shí)間沒有明顯的線性關(guān)系;
(4)由于秩序混亂乘客上下車互相影響,乘客上下車所用的總時(shí)間可能是某一方乘客上車或下車所用時(shí)間。
3 地鐵乘客上下車速度實(shí)測和統(tǒng)計(jì)
2006年7月25、26日兩天,分別對北京地鐵1號線、2號線和13號線的連續(xù)乘客上下車花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行了抽查實(shí)測。抽查實(shí)測地點(diǎn)分別為:北京地鐵1號線的西單、王府井地鐵站,2號線的安定門、積水潭地鐵站,13號線的五道口、回龍觀地鐵站。觀察發(fā)現(xiàn)所選車站的客流結(jié)構(gòu)相對比較相似,包括上班、上學(xué)、出差、購物和娛樂客流等。實(shí)測的基本工具為秒表。進(jìn)行實(shí)測獲取的基本量為:連續(xù)上下車乘客數(shù)量,上下車所用時(shí)間。為了取得可用數(shù)據(jù),先進(jìn)行了實(shí)測訓(xùn)練并達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
連續(xù)上下車乘客是指當(dāng)列車停穩(wěn)后已經(jīng)準(zhǔn)備好上下車的乘客;上下車所用時(shí)間是指所有連續(xù)上下車乘客上下車完成過程所花費(fèi)的時(shí)間。通過數(shù)學(xué)方法上下車所用時(shí)間與連續(xù)上下車乘客數(shù)量相除得到乘客上下車花費(fèi)時(shí)間。
數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析步驟為:首先將實(shí)測數(shù)據(jù)分類輸入,采用Excel軟件進(jìn)行編程;對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,去除不合理的數(shù)據(jù);然后用程序計(jì)算,并用方差分析法進(jìn)行分析。
為更好地應(yīng)用方差分析法,將所有影響因素綜合為兩個(gè)大的因素,分別為自然因素和人為因素。自然因素指比較客觀的因素,基本屬于自然或地鐵硬件設(shè)施方面的因素;此因素反映了由于因素的各個(gè)水平的不同作用在數(shù)據(jù)中引起的波動。人為因素指除客觀因素以外與乘客本身相關(guān)的各種因素,此因素反映了由于隨機(jī)誤差的作用而在數(shù)據(jù)中引起的波動。
表1是3條地鐵線自然因素的異同。所列自然因素包括:車輛型號、車廂總數(shù)、車門總數(shù)、線路特征、天氣情況、調(diào)查時(shí)間、車門與站臺距離、車門與站臺高度、車門寬度、調(diào)查車站等。
人為因素包括:乘客同時(shí)上下車人數(shù)、乘客年齡、乘客性別、上下車秩序、乘客負(fù)重、乘客群文化水平、乘客群社會關(guān)系、乘客出行意圖等。由于人為因素不容易量化,在此僅列出影響因素。
北京地鐵1號線抽查實(shí)測乘客上下車花費(fèi)時(shí)間數(shù)據(jù)14組;北京地鐵2號線抽查實(shí)測乘客上下車花費(fèi)時(shí)間數(shù)據(jù)14組;北京地鐵13號線抽查實(shí)測乘客上下車花費(fèi)時(shí)間數(shù)據(jù)17組。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選整理和計(jì)算,其有效數(shù)據(jù)和上、下車花費(fèi)時(shí)間見表2。
4 數(shù)據(jù)分析
對上表進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)和總平均上、下車花費(fèi)時(shí)間見表3。
從表2、表3可以看出,上、下車花費(fèi)時(shí)間之間存在差異,上、下車花費(fèi)時(shí)間均受到多種因素影響,數(shù)據(jù)之間具有一定的可比性。每組上、下車花費(fèi)時(shí)間分布基本符合正態(tài)分布規(guī)律。通過計(jì)算,平均花費(fèi)時(shí)間存在一定差異,雖然2號線和13號線上車平均花費(fèi)時(shí)間基本相同,但是不能確定出其因素影響是否也相同。所以需要對數(shù)據(jù)再進(jìn)行方差分析。
方差分析過程可以通過表4來完成。
表4中:ij為樣本值;—為樣本總均值;S2i為樣本方差;n為樣本總數(shù);ST為總平方和,其大小反映了全部數(shù)據(jù)ij的波動程度的大小;Se為組內(nèi)平方和,其大小反映了重復(fù)試驗(yàn)中隨機(jī)誤差的大小;SA為組間平方和,其大小反映了因素的各個(gè)水平所對應(yīng)的總體均值之間的差異程度。
將乘客上車花費(fèi)時(shí)間和下車花費(fèi)時(shí)間分別進(jìn)行整理計(jì)算,填入方差分析表5、表6。
給定顯著水平α=0.10,查F分布表,得F1-α=(r-1,n-r)=F1-0.10(2.38)=2.44。因表5中F=0.27<2.44=F1-0.10(2.38),故可以認(rèn)為當(dāng)前水平下自然因素對地鐵乘客上車效率沒有顯著影響。即認(rèn)為乘客上車效率不會因當(dāng)前水平下自然因素的不同而有顯著差異。
給定顯著水平α=0.10,查F分布表,得F1-α=(r-1,n-r)=F1-0.10(2.39)=2.44。因表6中F=1.00<2.44=F1-0.10(2.39),故可同樣認(rèn)為當(dāng)前水平下自然因素對地鐵乘客下車效率沒有顯著影響。即認(rèn)為乘客下車效率不會因當(dāng)前水平下自然因素的不同而有顯著差異。產(chǎn)生該結(jié)果的原因可能是在一定的自然條件下,人為因素直接影響了乘客的出行速度、出行壓力和應(yīng)對擁擠的方式。這些都是降低效率的直接因素。
綜上所述,通過方差分析法可以知道,在當(dāng)前水平下自然因素對地鐵乘客上下車效率均沒有比較顯著的影響,因此在因素影響研究中可以適當(dāng)?shù)睾雎砸恍┳匀灰蛩氐难芯?從而考慮主要因素的影響,在此可以知道地鐵乘客上下車效率均主要受人為因素的影響,下車影響因素比上車影響因素多些。為此,可以通過不斷改善地鐵乘車環(huán)境,提高地鐵服務(wù)水平,來提高地鐵運(yùn)營效率。
5 結(jié)論
通過以上分析、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,可以得出以下結(jié)論:(1)地鐵乘客上下車效率受多種因素影響,但主要影響因素為人為因素;(2)人為因素當(dāng)中的主要影響因素還需要進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析;(3)當(dāng)前的地鐵硬件設(shè)施水平已經(jīng)基本能夠滿足人們普遍的上下車要求;(4)乘客群體層次差異對整體效率有一定的影響。
本文數(shù)據(jù)采集主要是通過抽查方式研究地鐵乘客上下車效率因素影響分析,因此地鐵乘客上下車平均花費(fèi)時(shí)間的確定還需要采集更多的樣本進(jìn)行分析。本文研究的內(nèi)容尚淺,還需要不斷的深化,實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)的處理還需要不斷的完善。
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