第 5 期孙少军, 等 : 一种基于卡尔曼滤波的压缩跟踪算法研究 61 额分别高达亿元近年来, 随着各方面物价 ( 如电力资源价格 ) 上涨, 运营成本与实际票价收入之间的差额日渐增大, 巨大的投资和运营成本也给政府带来了沉重的经济负担此外, 高峰时期地铁站过度拥

Size: px

Start display at page:

Download "第 5 期孙少军, 等 : 一种基于卡尔曼滤波的压缩跟踪算法研究 61 额分别高达亿元近年来, 随着各方面物价 ( 如电力资源价格 ) 上涨, 运营成本与实际票价收入之间的差额日渐增大, 巨大的投资和运营成本也给政府带来了沉重的经济负担此外, 高峰时期地铁站过度拥"

支古
5 years ago
Views:

1 山东科学 SHANDONG SCIENCE 第 27 卷第 5 期 2014 年 10 月出版 Vol.27No.5Oct.2014 DOI: /j.isn 交通运输专栏北京市轨道交通票制票价改革研究张晓晴, 刘智丽, 李岚 ( 北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室, 北京 ) 摘要 : 为了发挥轨道交通票价的杠杆作用, 进一步完善地面公交与轨道交通衔接, 优化交通结构, 增加客票收入, 本文通过分析国内外大都市票制体系票价优惠策略及北京市轨道交通发展状况, 提出北京市轨道交通票价改革方案在重点分析客流量运营成本和城市人均收入水平的基础上, 确定单一票价水平为 4 元 ; 实施高低峰分时定价策略, 通过分析三峰时间分布及高峰客流构成, 用 Logit 模型计算出高低峰票价分别为 6 元 2 元 ; 提出制定月票的策略, 以及其他一系列辅助票制来保障上班族老人等的权益该研究为实现北京市轨道交通可持续发展提供了理论基础关键词 : 北京市轨道交通 ; 票制票价 ; 分时票价 ; 月票中图分类号 :U482 4;F570 5 文献标识码 :A 文章编号 : (2014) Reform ofbeijingurbanrailtransitfaresystem andpricelevel ZHANG Xiao qing,liu Zhi li,lilan (MinistryofEducationKeyLaboratoryforUrbanTransportationComplexSystems TheoryandTechnology,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China) Abstract Wepresentfaresystem reform policyforbeijingurbanrailtransitbytheanalysisofglobalmetropolitanfare system,favorablestrategies,andbeijingurbanrailtransitnetworkdevelopmentsituationtofulyleverageurbanrailtransit faresystem,furtherimprovetheconnectionbetweenlandbusesandurbanrailtransit,optimizetraficstructure,and increaseticketrevenue.thesinglefarelevelof4yuanisdetermined based ontheanalysisofpassengervolume, operationcost,andurbanpercapitaincomelevel.time sharingpricingpolicyisproposedbytheanalysisofthreepeaks timedistributionandpeaktimepassengerflowconstruction.wederiveon peakandof peakfaresof6yuanand2yuanby Logitmodel.Wealsopresentmonthlypassstrategyandaseriesofotherauxiliaryfarestoprotectthebenefitsofthesenior andcommuter.theresearchprovidesatheoreticalbasisforsustainabledevelopmentofbeijingurbanrailtransit. Keywords Beijingurbanrailtransit;faresystem andpricelevel;time sharingpricing;monthlypass 城市轨道交通以其准时性大运量高速度和安全性在城市交通方式中占据极大优势 2007 年以来, 北京进入以轨道交通建设为主导的结构调整阶段, 地铁进入高速发展时代, 实行单一票价制即全程 2 元, 是全 [1] 国最低的票价根据李文兴等提供的数据, 北京地铁各线路每年售票收入仅占其全部运营成本的 10% ~ 30% 北京市地铁运营有限公司年, 人次运营成本分别为和 2 84 元, 票价下调为 2 元后, 平均每人次亏损额约 1 25 元, 其亏损将完全靠政府补贴来解决, 年间, 北京市公交补贴金收稿日期 : 基金项目 : 教育部新世纪优秀人才支持计划 (NCET ); 国家自然科学基金青年基金 ( ) 作者简介 : 张晓晴 (1991-), 女, 硕士研究生, 研究方向为城市轨道交通 @bjtu.edu.cn

2 第 5 期孙少军, 等 : 一种基于卡尔曼滤波的压缩跟踪算法研究 61 额分别高达亿元近年来, 随着各方面物价 ( 如电力资源价格 ) 上涨, 运营成本与实际票价收入之间的差额日渐增大, 巨大的投资和运营成本也给政府带来了沉重的经济负担此外, 高峰时期地铁站过度拥挤满载率最高达到 140% 同时, 票价缺乏动态性, 简单的票制和票价系统不能调控公交系统的效率如何以价格为杠杆, 通过制定合理的票制票价, 调整客流提高收益以及保障城市轨道交通可持续性发展是我们需要深入思考的问题分时定价是基于高低峰不同时段制定不同票价水平的一种动态定价方法, 是利用经济杠杆调节客流实现削峰平谷缓解交通需求与供给矛盾的有效途径, 是一种重要的交通需求管理 (transportationdemand [2] management,tdm) 措施分时定价在我国虽未实施, 但已有不少研究王静从收益管理理论和拥挤定价角度出发, 通过对高低峰地铁乘客心理和行为的分析, 论证了地铁分时定价在非晚高峰实施具有显著的效 [3] 果周立新等从轨道交通余能入手, 提出运用分时段票价来提高其余能利用的两种思路 : 根据时间段不 [4] 同发售不同价格的车票 ; 根据客流密度线路设定区段分时段票价王健等基于拉塞姆定价理论建立了 [5] 城市轨道交通多时段定价模型田贵超等运用 SP 调查法对上海市城市轨道交通分时定价进行了研究, [6] 并提出了改进措施王亚红通过问卷调查, 提出了分时段票价的政策建议, 并对其经济效益需求弹性理论基础及适用条件进行了分析本文在研究客流量对票价变化的反应的基础上, 提出适当提高单一票价水平, 并在高峰期实施分时定价的策略来应对上述交通问题和增加客票收入, 同时针对不同人群制定一系列优惠措施, 一定程度地保障地铁的公益性和可持续发展 1 国内外大城市票制票价现状及分析 1 1 国内外城市票制及票价优惠现状北京地铁票制单一, 票价较低, 使票制票价调节各种交通方式的能力大为削弱不区分人口留京时间, 施行统一补贴政策, 减少了超短期流动人口的流动成本, 助长了免费乘车者, 进而带来了交通出行的不公平, 乃至社会财富分配的不公平, 同时也使得财政背上了沉重的经济负担因此, 本文首先选取国内与北京市经济发展水平和综合实力相当的大城市上海广州和香港以及国外城市轨道交通网络相对比较成熟的首都城市巴黎东京和伦敦, 分别分析了其轨道交通的票制票价及优惠策略, 如表 1 表 2 所示表 1 上海广州和香港票价及票务优惠政策表 Table1FaresandfavorableticketpoliciesinShanghai,GuangzhouandHongKong 城市票制及基准票价票务优惠政策上海广州区段计程票制 0~6km3 元, 以后每增加 10km 票价递增 1 元, 最高不超过 8 元里程分段计价 0~4km2 元 ;4~12km 以内每 4km 加 1 元 ;13~24km 以内每 6km 加 1 元 ;24km 以后每 8km 加 1 元, 最高不超过 18 元一日票三日票纪念票 ; 公交卡 : 当月满 70 元后享受 9 折优惠 ; 敬老卡 : 工作日非高峰时段法定节假日全天可免费乘坐 ; 公交轨道 2h 内联乘优惠 1 元一日票三日票 ; 学生羊城通 :5 折 ; 单程票 : 集体乘客 30 人或以上可享受 9 折优惠 ; 普通羊城通 : 当月累计 15 次后 6 折, 未满 15 次 9 5 折 ; 老年人优待卡 :60~65 周岁,5 折 ;65 周岁及以上免费 ; 残疾乘车人优惠证 : 三四级 5 折, 重度免费香港按里程收费成人单程 4~46 港元特惠票 :3~11 岁小童 12~25 岁学生及 65 岁以上长者约 5 折 ; 使用八达通 : 长者残疾人单程 2 港元, 不足 2 港元付原价 ; 旅客票 :1 全日通 :24 小时无限次乘搭地铁 ;2 通行票 :3 日内任意乘搭

3 62 山东科学 2014 年 Table2 表 2 巴黎东京和伦敦票价及票务优惠政策表 FaresandfavorableticketpoliciesinParis,TokyoandLondon 城市票制及基准票价票务优惠政策单程票 : 成人 1 7 欧元, 一次性购买 10 张欧元, 儿童半价 ; 巴黎东京伦敦分区计程票制 1~3 区为巴黎市区 ; 1~6 区为市区 + 郊区 + 机场分区计程票制 1~6km,170 日元 ;7~11km,200 日元 ;12 ~19km,240 日元 ;20~27km,280 日元 ;28 ~40km,310 日元分区收费与高峰时段 ( 工作日 6:30~9;30 与 16:00~19:00) 提高票价日票 :1 全日通, 一日内无限次乘坐 ; 2 巴黎行, 分 1~3 区 1~6 区的日有效票 ; 3 青年票,26 周岁以下的乘客节假日使用 ; 此外还设有周票月票和年票回数券 : 普通回避高峰时段周末和节假日优惠 ; 月票 : 学生 / 通勤 / 全线通用月票, 有效期分个月 ; 此外还有换乘车票各种旅游特价车票和特定线路车票等日票 : 全日 8 8 英镑, 非高峰时段的日票 7 3 英镑 ; 周票月票和年票 ; 此外还有个人票家庭票团体票及各种旅游票 1 2 北京市轨道交通票制票价改革思路通过对以上国内外典型大城市地铁票价的现状对比分析发现, 各大都市基本都按照距离长短是否高峰时段或离城市中心的远近来收取不同的费用, 实行票制多元化充分利用区域和时间段进行市场细分进而调节出行时间, 缓解高峰时段拥堵国内较早运营地铁的城市, 经过多年的探索已拥有了一套适合自身的票价体系, 票制票价的制定根据本城市的特征, 灵活多变具有动态性, 各辅助票制在尽可能保障最大经济效益的基础上能够兼顾各方群体, 如学生老者残疾人和外来旅游人员等国外各大城市有不少采用分区票制, 能够综合考虑各个地区的发展水平来定价, 提高经济效益作为一种公益性为主的交通工具, 国内外大都市在施行公共交通补贴时推出了周卡月卡甚至是季卡的优惠票制, 补贴对象主要是在一定时期内在该城市进行各种经济活动的个人, 停留时间越长, 补贴的比例越大地铁票价制定要考虑的原则和因素有很多, 比如客流量运营成本政府补贴力度与地面交通的票价比以及城市人均收入水平等为应对轨道交通客流时空分布不均衡政府补贴严重和存在潜在安全隐患等问题, 实现轨道交通可持续性发展, 北京市应在充分借鉴国内外定价经验的基础上, 结合自身情况, 实行新的票制票价本文建议应提高现有单一票制的票价水平并实施高低峰分时票价方案, 同时针对不同群体推出辅助票制 2 北京市票制票价改革方案 2 1 单一票制提价方案由表 3 可以看出, 年 10 年来, 北京市人均收入水平大幅度增加, 交通通讯支出虽也有所增加, 但其占人均家庭收入的比例总体呈现逐年降低的趋势, 票价有提高的必要提高单一票价水平要综合考虑北京市未来几年客运量人均收入水平和运营成本的变化表年北京市人均家庭收入与交通通讯人均支出 Table3 Beijingpercapitahouseholdincomeandpercapitaexpenditureontransportationandcommunicationfrom2003to2012 年份人均家庭总收入 / 元交通通讯支出 / 元所占比例 /%

4 第 5 期续表 3 张晓晴, 等 : 北京市轨道交通票制票价改革研究 63 年份人均家庭总收入 / 元交通通讯支出 / 元所占比例 /% 票价影响因素预测根据各因变量的不同特征, 选取不同的预测方法, 在此采用组合预测法预测北京市未来 4 年客运量, 采用时序列线性回归预测法预测人均家庭收入, 采用数值拟合对交通通讯支出进行预测, 各预测结果如表 4 所示表 4 各影响因素预测结果 Table4 Predictionresultsofeveryfactor 年份预测地铁客运量 /(10 6 人次 ) 人均家庭总收入 / 元交通通讯支出 / 元单一票价水平确定分析北京地铁年运营数据可知, 不考虑线路折旧的前提下, 运营成本与运营里程存在较强的线性关系 :R=0.956 L, 假设 2016 年这一关系保持基本不变, 则 2016 年人均运营成本约为 4 元研究表明, 在一定范围内, 票价每提高 10%, 客流量则减少 3%, 但对超过 8km 行程的乘客而言, 票价提高 10%, 客流仅会减少 1% 根据 2011 年 6 月北京市发布的北京市十二五时期交通发展建设规划, 到 2015 年底, 将建成 7 号线 14 号线大台线昌平线和房山线等 5 条线, 届时全市轨道交通线网运行总里程达到 660km, 网络化基本成熟, 五环路内线网密度达到 0 58km/km 2 以上, 轨道交通日均客运量达到 1200 万人次以上假设票价提高到 4 元,2012 年北京地铁客运量为人次, 虽然票价升高后客运量会有所下降, 但下降的幅度仍小于增长, 故票价提高后地铁总体收益是增加的若票价提高 1 倍, 交通通讯支出会相应提高, 但考虑地铁出行在交通出行中所占的比例以及交通方式转移到其他交通方式如地面公交或自行车使得费用减少, 通讯支出提高量需乘以一个修正因子表 5 票价调节后各因素取值 Table5 Everyfactorvalueafterfareadjustment 年份地铁客运量 /(10 6 人次 ) 交通通讯支出 / 元占人均家庭总收入比例 /% 由表 5 可以看出, 交通通讯支出占人均家庭总收入比例有所上升, 这一比例较为适中综上所述, 单一票价可以采取提高到 4 元的措施

5 64 山东科学 2014 年 2 2 分时定价方案国外分时票价应用情况分时票价制在西方公共交通使用率低的国家较为普遍, 如表 6 所示表 6 国外城市高峰票价 Table6 Time sharingpricingofforeigncities 城市工作日高峰时段高峰非高峰时段票价比华盛顿开始营业 ~9:30 15:00~19: ~1 66 纽约 5:00~10:00 16:00~20:00 约 1 33 伦敦 6:30~9:30 16:00~19: ~1 67 东京 10:00~16:00 之外运营时段 1 2 双子城 6:00~9:00 15:00~18:30 约 1 29 新加坡 7:45 以前免费,7:45~8:00 优惠 0 5 新元,8:00 后恢复正常 1 3~2 墨尔本市内 7:00 前免费,V/line 开始营业 ~9:00 16:00~18:00 约 1 4 悉尼 9:00 之前约 1 4 由表 6 可以看出, 高峰与非高峰时段涵盖了上下班高峰期, 票价比为 1 2~1 7 之间北京地铁高低峰分时定价方案探讨 (1) 通过分析 2013 年北京各线路各时段数据, 可以得出地铁客流高峰中峰低峰出现的时间 ( 表 7) 表 7 三峰时刻表 Table7 Timetableofthreepeaksinaday 时间早高峰晚高峰中峰低峰 7:00~9:00 17:00~19:00 6:00~7:00 5:00~6:00 周一至周五 9:00~17:00 21:00~23:00 19:00~21:00 周六日 8:00~19:00 6:00~8:00 5:00~6:00 19:00~21:00 21:00~23:00 按地铁每天 18h 运营计算, 工作日早晚高峰各占 2h, 客流进站量占全日客流进站量的比例分别是 19 28% 22 46%, 合计 41 74%, 显著高于其他时段 ; 低峰时段占 3h, 客流进站量占全日客流进站量的比例为 5 46%, 显著偏低 ; 平峰时段 11h, 客流进站量占全日客流进站量的比例为 52 69%, 有待提高周六日高峰时段占 11h, 进站客流量占全天进站客流比例为 78 88%, 平峰时段 4h, 占 15 99%, 低峰时段 3h, 占 5 05%, 分布较为均衡 (2) 通过对北京地铁乘客出行目的调查, 可以得知北京地铁工作日高峰时期人群构成高峰时段通勤出行比例为 61 7%, 公务出行比例为 11 8%, 这部分人属于刚性需求, 受票价影响最小, 方便准时不会堵车和出行成本低等是其选择地铁出行的原因, 票价调整不会影响其乘坐地铁的选择 ; 旅游购物和探亲访友等生活类出行占 26 5%, 这部分客流对票价较为敏感, 可以通过调整票价转移一部分到其他交通方式或错峰出行此外,10km 以下的短距离出行由地面公交承担比较合适, 但调查发现乘客一次出行乘坐距离在 6~14km 的比例约为 35 9%, 造成公共交通使用结构不合理的局面 (3) 采用 Logit 模型对票价及客流进行分析 exp(-βc R ) P R = exp(-βc B )+exp(-βc R ) = exp{-β(a 1 T R +a 2 p R +a 3 δ R )} exp{-β(a 1 T R +a 2 p R +a 3 δ R )}+exp{-β(a 1 T B +a 2 p B +a 3 δ B )} (1) 其中 :C k =a 1 T k +a 2 p k +a 3 δ k 指的是第 k 种交通方式的广义出行费用,R 表示轨道交通,B 表示地面公交 ;T k 为旅行时间,p k 为票价,δ k 为惩罚因子, 表示未考虑的因素, 如舒适性换乘方便性以及安全性等 ;N 为

6 第 5 期张晓晴, 等 : 北京市轨道交通票制票价改革研究 65 交通方式数量,a i 为待定系数, 根据三者对乘客群的重要程度进行确定 ;β 为修正因子, 一般取 1 通过调查, 确定北京市相关参数取值 :β=1,a 1 =0.37,a 2 =0.29,a 3 =0.34,T R =0.5h,T B =0.75h, 考虑到地铁调价后相应地面公交也会调价, 不妨设 p B =1 元以 0 5 元调价间隔, 结果如表 8 所示表 8 高低峰票价计算结果 Table8 Calculationresultsofhigh peakandlow peakfaresbylogitmodel 票价 / 元地铁分担率由表 8 可以看出, 票价由 4 元调至 6 元时, 生活类出行的地铁分担率下降了个百分点, 而由 4 元降至 2 元时, 分担率上升了个百分点此外, 高峰与平峰价格比为 1 5, 故可以采取高峰时提价 2 元, 低峰时降价 2 元的措施 2 3 月票方案月票推出的必要性分析针对一些低收入人群老年人和学生, 政府可以采取定向补贴的方式, 给予一定补助, 在普遍价格提高的情况下, 保证这些人群的出行按每月 22 天工作制,8 天假日, 通勤人员上班时或节假日可能会选择公交或私家车出行, 为了使这部分人尽量采用公交出行, 降低私家车出行率, 采取推出月票的方案, 每月使用至一定次数后给予较高优惠, 实行月票会增加这部分人使用轨道交通的次数并减少私家车的出行次数, 此外月票提前支付, 也会给地铁部门带来一定利息收益月票定价准则月票推出针对人群是上班族和学生, 一般通勤人员交通支出占总收入的比例 10% ~30% 北京市曾推出较低价格的月票, 使票务收入有所减少, 在此月票制定可参考国内外其他城市, 使用至一定次数后进行折扣优惠, 通勤者月票按 22 天工作制, 可将优惠使用次数为 30 次, 即累计使用第 16 天享受半价优惠此外, 学生月票即学生卡可享受整体半价 2 4 北京市票制票价改革方案 (1) 提高现行的单一票制水平至 4 元, 针对北京市特有的通勤特点, 实施分时票价, 高峰时期 : 7:00~9:00,17:00~19:00 适当提高价格 6 元, 平峰时期不变, 低峰时段调为 2 元 (2) 推出月票, 当月累计使用至 30 次后可享受半价优惠, 当月次数不计入下月 (3) 学生卡, 享受半价优惠 (4) 敬老卡,65 岁以上长者在工作日的非高峰时段 ( 高峰时段为 7:00~9:00,17:00~19:00) 和法定节假日全天乘坐地铁享受半价优惠 (5) 旅游票, 针对旅游城市的特点, 推出一日票及三日票, 大型城市活动推出纪念票 (6) 残疾人优惠, 凭残疾人证办理乘车优惠卡, 免费乘车 3 结语通过分析国内外大都市票制体系票价优惠策略及北京市轨道交通发展状况, 提出了北京市轨道交通改革方案, 以充分发挥轨道交通票价的杠杆作用, 进一步完善地面公交与轨道交通衔接, 优化交通结构, 增加客票收入, 实现北京市轨道交通可持续发展但本文所用的 Logit 模型仅考虑了轨道交通和地面公交之间的竞争, 随着公共自行车网络的不断发展和出租车服务的完善, 其与轨道交通之间的竞争会不断增大, 今后会进一步改进 Logit 模型, 使求解结果更加贴近实际应用

7 66 山东科学 2014 年参考文献 : [1] 李文兴, 尹帅城市轨道交通成本构成分析 [J] 交通运输系统工程与信息,2012,12(2):9-14 [2] 王静地铁分时票价对乘客出行选择影响研究 [D] 成都 : 西南交通大学,2011 [3] 周立新, 祁品苹轨道交通余能利用的分时段票价制探讨 [J] 城市轨道交通研究,2004,7(4):51-53 [4] 王健, 周红飞基于拉姆塞定价理论的城市轨道交通多时段定价模型研究 [J] 城市轨道交通研究,2012,15(6):36-40 [5] 田贵超, 张建同, 胡一基于乘客行为的城市轨道交通分时定价策略研究 [J] 上海管理学,2013,35(5):77-83 [6] 王亚红基于 Logit 模型的城市轨道交通票价制定方法研究 [D] 北京 : 北京交通大学,2007 [7] 闫小勇, 牛学勤基于概率选择的城市轨道交通最优票价计算方法 [J] 城市轨道交通研究,2003,6(6):79-81 [8] 肖雪悦, 朱向东, 肖翔北京市轨道交通票制票价的优化研究 [J] 时代经贸,2013(24): [9] 王超, 徐文勇北京市与国际大都市公交客运票制票价对比分析 [J] 河南商业高等专科学校学报,2010,23(4):39-44 [10]NASSICD,COSTAFCC Useoftheanalytichierarchyprocestoevaluatetransitfaresystem[J] ResearchinTransportation Economics,2012,36(1): [11] 张秋丽城市新建轨道交通票制票价研究 [D] 西安 : 长安大学,2010 [12] 汤薇, 陈森发, 仇向洋基于生命周期客流分摊成本的城市轨道交通定价方法 [J] 系统工程理论与实践,2007,27(5): [13] 赵慧慧, 张伟城市轨道交通票价的弹性分析以北京市为例 [J] 中国外资,2012(8): [14] 陈义华, 陈杰, 肖强基于 NestedLogit 模型的城市轨道交通网络票价制定方法 [J] 重庆理工大学学报 : 社会科学版, 2011,25(2): [15] 陆卫, 张宁, 杨利强, 等基于层次分析法的轨道交通票价制定方法 [J] 武汉理工大学学报 : 信息与管理工程版,2009,31 (2): [16] 邵星杰, 陈莹, 张宁基于拉姆塞模型的城市轨道交通定价研究 [J] 都市快轨交通,2010,23(6): [17] 郭咏松, 田哲涛城市轨道交通票价制定的相关问题研究 [J] 中国科技博览,2012(25):

第期房建成等动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究

第期房建成等动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究第卷第期年月东南大学学报房建成万德钧吴秋平东南大学仪器科学与工程系南京提出一种改进的强跟踪卡尔曼滤波算法应用于动态定位滤波中获得明显效果首先采用描述机动载体运动的当前统计模型建立了一种新的动态定位扩展卡尔曼滤波模型及其自适应算法然后为了进一步提高滤波器的动态性能改进了周东华等提出的强跟踪滤波器大大提高了动态定位扩展卡尔曼滤波器的跟踪能力动态定位卡尔曼滤波