VISUM仿真软件在地铁运营管理专业实验实践中的应用

2019-09-07 版权声明 举报文章

VISUM仿真软件在地铁运营管理专业实验实践中的应用

摘要:本文阐述了仿真软件在地铁运营管理专业特色课程和实践教学环节中的作用,分析VISUM仿真软件在地铁运营管理专业教学中的适用性,以案例展示VISUM仿真软件在课堂中互动式的教学形式,以及在实践教学环节即课程设计中的应用思路和操作流程。

关键词:仿真软件VISUM 地铁运营管理专业 实验 实践

中图分类号:G642.4 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.038

1 前沿

随着全国城市轨道交通的大力建设,城市轨道交通学院和专业也如雨后春笋般出现,上海工程技术大学城市轨道交通学院作为全国第一个城市轨道交通专属学院。学院特点之一是与上海申通地铁合作办学,实现学生就业对接、科研合作,这对学生的实践能力提出了更高的要求。

运营管理专业学生在日后的工作中会涉及各项运营管理手段,如何合理对城市轨道交通施加措施,措施实施后的效果如何进行预估,掌握这些技能不仅依赖书本理论知识的学习,还需要进行实践,获得直观认识,累积生产经验与教训。但城市轨道交通系统庞大,各部门互相交融,牵一发而动全身[1],且作为公共交通设施,承担着大量的客流,学生很难在实际的城市轨道交通系统中进行实验。

近年来,计算机的大力发展为学生创造了实验模拟的机会。目前专门针对城市轨道交通系统规划与管理的软件较少,但大部分的综合规划、管理软件都可以实现模拟城市轨道交通系统的功能。德国PTV公司VISUM就是其中一个功能全面、实践效果较好、市场占有率较高的软件[3]。因此,本文研究如何利用VISUM仿真在城市轨道交通管理专业进行实验和实践环节教学。

2 VISUM仿真软件的适用性

城市轨道交通学院运营管理专业的两门专业特色课程《城市轨道交通规划》与《城市轨道交通运营管理》及其对应实践教学环节课程设计都涉及VISUM软件相关功能。

交通规划项目,首先会涉及到交通供给问题。因此,把各种交通方式的供应情况通过路网模型表达出来就具有重要意义[4]。通过这个数字形式的路网模型,可以反映出研究范围内的交通设施在时间、空间的结构特性。VISUM宏观交通规划软件,正是满足这种建立模型和分析模型的要求而产生的。VISUM主要用于区域规划或全国范围内规划,提供各种交通分配运算程序、建立传统的四阶段交通模型,包括新兴的基于出行链和活动链的非集计分析方法。为教学实验中演示交通预测各阶段任务、新兴模型与传统模型的区别提供直观、系统的认识。

运营管理中涉及大量的管理措施和手段,其采取与否以及采取哪项措施、方案能否优化是主要问题,而这些问题都依赖于对措施和手段实施效果的评价。VISUM仿真软件提供了丰富深入的定量分析指标及分析方法,通过庞大的数据库管理,可以实现强大的数据分析和评价功能。

3 演示性实验及练习

城市轨道交通运营管理的目的是利用城市轨道交通有限的资源,使其能够发挥最大的交通运输功能,其主要手段是调节地铁系统的运能和客流分布,具体如:增加列车班次、优化换乘车站客运组织、调整出行费用等,为了使学生更直观地了解以上手段的效果,开设相关演示性实验及练习。

在教学过程中,由教师基于VISUM仿真软件建立一个基本模型,建模数据包括某城市轨道交通线网结构和OD数据。

3.1 列车发车间隔调整

列车发车间隔关系乘客在地铁系统中的运行时间,是乘客选择出行路径的重要因素。实验中由教师调整一些线路的行车间隔,运行软件后会发现客流分布发生了变化,由此,请学生思考并分析客流分布变化与线路行车间隔的关系,之后请学生自己尝试选择不同线路、不同幅度改变发车间隔,分析客流变化情况,加深相关理论知识理解。

3.2 票制票价设置

票价因素是出行者的一个重要考虑因素。教师基于基本VISUM模型,参考上海地铁的票价票制进行软件参数设定。实验中由教师调整一些线路的票价后,运行软件后同样会发现客流分布发生变化。之后过程类似,请学生结合理论知识对软件运行结果进行探讨分析,并自己动手操作软件。

3.3 换乘走行时间

换乘走行时间不仅关系乘客在地铁系统中的运行时间,而且关系到乘客的体力消耗。教师将基础模型中某些换乘站的时间进行更改,后运行软件,请学生结合理论知识分析软件运行结果,并请学生自己动手操作软件。

3.4 各参数综合实验

在上面的例子中,模型中只改变了某一个参数的数值,通常实际情况下运营组织方案的改变不会是单一参数的改变,因此,在实验课程的最后,请学生自己对软件中的多项指标进行更改,并综合分析软件运行结果。从而培养学生系统、全面看待地铁系统的观念。

4 实践环节

实验课随着教学内容进行,虽然可以验证和巩固每个知识点,但软件的应用被分裂开零散的进行,系统性不强。因此在相关专业课程结束后,需要综合实践环节――课程设计对所学知识、软件进行综合应用。从课堂实验到课程设计,符合由简入繁的教学原则。该课程设计任务包括基于VISUM仿真软件的交通规划四阶段建模和运营组织方案评价比选及优化。具体设计流程包括基础信息输入(如:小区人口/用地性质,地铁线网运营方案等)、交通产生与吸引、交通分布、交通分配及方式划分、软件参数标定(如:发车间隔、票价票制、行车速度)及运营方案比选(评价指标为:车厢满载率、出行时间、行业效益等)几个方面。

5 总结

通过互动式的实验教学,课堂上及时巩固加深所学专业知识,并提高学生参与度,课堂学习氛围和效果好。通过综合课程设计环节,学生的软件操作能力得到提升,综合、系统分析问题解决问题的思维方式得以形成,全局观和自主思维模式得以树立,实践环节目标达成。

参考文献:

[1]黄璐,刘志钢,邱薇华.“城市轨道交通行车组织”创新实验的实践及探索[J].实验室研究与探索,2012,31(2):119-121.

[2]PTV公司.VISUM软件说明书[Z].

[3]秦焕美.交通规划软件实验教学研究[J].实验室研究与探索,2007,26(2):50-53.

作者简介:陈颖雪,上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620

刘志钢,上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620

黄璐,上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620

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