交通部署案例集/2018/北京地铁
北京地铁是为中国北京服务的城市轨道交通系统。它是国际地铁联盟 (CoMET) 的 14 个成员之一。其第一条线路于 1971 年 1 月 15 日正式开通，这使得北京成为中国第一个拥有地铁的城市。
截至 2017 年 12 月，北京地铁共有 22 条地铁线路，均使用地铁系统，覆盖北京 11 个市区。线路总长 608 公里。共有车站 370 个，里程位居中国第二。
截至 2017 年 12 月，北京地铁正在建设 17 条线路，总长 320.8 公里。到 2020 年，北京地铁将形成由 30 条线路组成的轨道交通网络，总长 1177 公里。
2016 年，北京地铁年客运量达到 30.25 亿人次，日均客流量 824.7 万人次，日最高客运量为 10,522,600 人次。
北京地铁的主要市场是北京市民。由于北京是中国最大的城市，拥有 2107 万人口，北京地铁拥有巨大的市场，应进一步发展。北京地铁不仅是一个商业项目，也是一个民生工程。北京政府建设地铁是为了满足北京市民巨大的出行需求。
- 节省出行时间：地铁是一种客流量大的交通方式，可以同时为很多人节省大量出行时间。
- 噪音更小：地铁建在地下，可以减少铁路的噪音。
- 节省土地：地铁在地下，不占用地面土地。
- 创造就业机会：运营和维护地铁线路需要很多工作人员，这将为公众提供很多工作机会。
- 污染更少：北京地铁全部使用电力，比铁路的污染更少。
- 成本高：修建地铁是一个高预算项目。预算低的城市很难修建地铁线路。在中国的一个说法是，一个城市想要修建一条地铁线路，需要超过 100 亿元人民币 (RMB) 的预算。
- 建设周期长：在中国，地铁线路的建设周期通常超过 3 年。在建设期间，可能会导致修建地铁线路的街道拥堵。
由于北京地铁是中国第一条地铁，政府在修建地铁方面缺乏经验。因此，数千名中国学生被送到苏联学习地铁建设。北京地铁最初是在苏联专家的帮助下规划的，最初的概念于 1953 年提出。
1971 年 1 月 15 日，北京地铁一期工程开始试运行，线路从北京火车站到公主坟站。1971 年 8 月 5 日，运营线路西端终点站延伸至玉泉路站，11 月 7 日延伸至古城火车站。
1984 年 9 月 20 日，北京地铁二期工程开通运营。北京地铁 2 号线长 16.1 公里，从复兴门到建国门，设有 12 个车站。二期工程的部分线路与一期工程可以组合成环线。
北京地铁信号系统最初是铁路区段的自动驾驶模式，引进并改造为 ATC 系统，环线采用自行设计安装的 CTC+频移轨道电路+ATP 系统。
针对北京地铁的手机信号问题，所有地铁线路都与电信运营商合作开通商业通信系统。将地面 3G 信号引入地下，实现地下 3G 覆盖。线路将进一步使用标志色，方便乘客识别换乘流和路线。
经过初期的发展，北京地铁在 2001 年迎来了快速发展。2001 年 7 月 13 日，北京获得举办第二十九届夏季奥林匹克运动会的权利，推动了北京地铁的发展。考虑到奥运会期间将会出现巨大的需求，北京政府开始建设更多北京地铁线路。从 2002 年到 2008 年，北京投资 638 亿元人民币 (RMB) 用于建设北京地铁。为了实现 2015 年建成 17 条线路，总长 554 公里的目标，北京总共投资了 2700 亿元人民币 (RMB)。
中国有地铁进站政策，乘客必须在进站前进行安检。1971 年北京地铁开始运营时，规定只有出示证件的市民才能乘坐地铁。1973 年，政策发生变化，任何乘客都可以购买 0.10 元的地铁票。当时的票价对北京人来说不是负担。此后，票价长期保持在 2 元，直到 2014 年北京地铁公司根据距离调整票价，现已从 3 元到 9 元不等。
身高 120 厘米以下的儿童无需支付北京地铁票价。
到 2021 年底，北京将有 20 条地铁线路开通运营，总长 338 公里，设有 160 个车站。到 2020 年底，北京 16 个区将实现区域内地铁贯通的目标。
一些专家推测，整个地铁系统的建设将在 2040 年之前完成。我们发现这一趋势似乎与我们的 S 曲线非常吻合。图中显示，北京地铁将在 2040 年左右成熟。然而，乘客数量在那之后仍将增加。正如我们所见，自生命周期开始以来，技术一直在进步，这使得系统更加友好、可靠和安全。
收集北京地铁年客运量数据后，我使用 Excel 绘制了以下图形。
从图中可以看出，乘客的快速增长表明北京地铁系统仍处于增长阶段。然而，数据几乎完美地与 S 曲线的前半部分绘制在一起。虽然未来的发展可能不会完全符合 S 曲线的后半部分，但它可以为政府在规划未来时提供参考，例如设计网络、车站容量和相关政策。
从任务指南中，我学会了如何使用数据来估计一个三参数逻辑函数
S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]
其中
S(t) 是状态度量，（例如，客运量）
t 是时间（通常以年为单位），
t0 是拐点时间（达到 1/2 K 的年份），
K 是饱和状态水平，
b 是一个系数。
K 和 b 需要估计。
| K | 2200 | 2300 | 2400 | 2500 | 2550 | 2600 | 2650 | 2700 | 2520 | 2540 | 2560 | 2569 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R 平方 | 0.972352 | 0.973121 | 0.973298 | 0.973652 | 0.973773 | 0.973548 | 0.973523 | 0.973514 | 0.973688 | 0.973702 | 0.973779 | 0.973786 |
| 摘要输出 | |
| R 平方 | 0.973786 |
| 调整后的 R 平方 | 0.971345 |
| 标准误差 | 0.236954 |
| 观测值 | 46 |
从图中可以看出，北京地铁的发展处于
由于中国是一个高度受政府控制的国家，政府做出的某些决定会影响客运量。
例如，1992 年北京举办亚运会，2008 年北京奥运会也促进了北京地铁的客运量，因为来自中国各地或其他国家的许多人前往北京参加活动。
1. 任务指南 https://canvas.sydney.edu.au/courses/2517/assignments/16745
2. 北京地铁官网：https://www.bjsubway.com/node/2607
3. 北京地铁历史。https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E4%BA%AC%E5%9C%B0%E9%93%81/408485?fr=aladdin#2_1
4. 北京地铁，北京地铁发展 https://www.railway-technology.com/projects/beijing_subway/
5. 北京地铁维基百科 http://www.thefullwiki.org/Beijing_Subway
6. 北京地铁规划 http://zhengwu.beijing.gov.cn/zwzt/bjdtgh/
7. 2021 年北京地铁发展 http://bj.bendibao.com/news/2018123/247518.shtm
8. 北京地铁 1 号线 https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E4%BA%AC%E5%9C%B0%E9%93%811%E5%8F%B7%E7%BA%BF/7646800