作者:Busy
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時隔好久,今年做數學建模國賽題的時候找到了一種回答,自問自答一下,水平有限請見諒。同時註明我同意一些答案中地鐵線路沿著公路走或是保護建築,我只是提供另一種思路。
先給我的結論:如果北京修出斜向的地鐵,可以誇張地認為地下交通就算是廢了。不管從哪裡加一條斜線,乘客們乘坐的時候都會考慮對於自己最優的路徑,這樣一條斜的地鐵線將連接大部分北京的現存地鐵線,所以大量乘客一定會選擇這樣的一條線路出行,這樣的選擇有兩個後果,1、整條路網的運轉效率無法達到最高,意思就是其他方方正正的線路使用率會降低,那麼其他路線的使用率降低也就導致了下一個後果。2、斜向路線運行壓力將會極大。
下面給出比較細緻的解釋。
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下圖是我對於我所定義的為什麼沒有斜向線路
的示意圖(至於穿過什麼站點,什麼建築,或是斜的方向都是次要的,只為示意)
如果加了黑色線這樣的線路,首先房山區
和朝陽區的群眾們會很開心,終於不用再換乘3、4次去上班上學了,一線直達。同時呢,這條線路穿過了10、14、7、1、2、6、8、5、13、14(我只是隨手一畫已經穿過了絕大部分中心線路,北京地鐵路網
真密啊)那麼這些線路上的人會不會選擇這條新修的線路呢?當然會啊,每天多少人從國貿、復興門換乘,有了這樣的線路一下路線近了,換乘少了,為什麼不選擇呢?
所以我可以這樣認為,如果北京加修了這樣一條黑色線路,這條黑色線路將承擔極多的運載任務。
有人說那不代表修的有用麼?不是好事麼?
為了解釋為什麼不好,我要介紹一個Braess悖論:
在一個交通網路上增加一條路段反而使網路上的旅行時間(travel time)增加了,而且是所有出行者的旅行時間都增加了,這一附加路段不但沒有減少交通延滯,反而降低了整個交通網路的服務水準(level of service),這種出力不討好且與人們直觀感受相背的交通網路現象就是人們所說的Braess 悖論現象。如果我放了一大堆數學公式一定沒人看了(參考文獻
中有詳細推導),所以就多說兩句吧。
圖可能看不清,它表示了,在ABCD四個點構成的道路網
中,設計者為了增加交通的運力而添加了從B到C的直線線路。設計者的思路是將車輛分流,但是在實際情況中,使用者只會考慮對於自己最優的狀況,也就是說絕大部分使用者會選擇BC線路,從而使BC線路壓力過大,而當BC線路的運力又不能擴大,就使得整體路網效率降低了,也就出現了Braess現象,即增加道路反使道路運力下降。
廢話有點多,說回北京地鐵,如果加修了這樣一條線路,我之前已經簡單分析過了它運載的旅客量一定會很多(可參考2015北京人口數據),超過線路運力,而運力顯然存在上限,可以認為會出現Braess現象。
所以都市計畫顯然不會做這樣費時費力費錢還起到反效的事,也就是為什麼北京地鐵不修斜的。
下面貼上幾張2015北京人口數據報告中的圖,第二張引用了南方都市報
的調查。
本文參考文獻
[1]李向朋
. 城市交通擁堵對策—封閉型小區交通開放研究[D].長沙理工大學
,2014.
[2]2015北京人口數據
[3]南方都市報