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大數據分析技術進行鐵路供需診斷與策略分析
- 資料發布日期：110-08-06
- 最後更新日期：110-08-20
- 資料來源：運輸工程及海空運組
計畫概述：
前瞻基礎建設特別條例業於106年7月7日由總統公布施行，其中前瞻軌道建設涵蓋五大推動主軸。我國在未來幾年將執行多項軌道相關建設。然而在同一個臺鐵系統中執行多項建設時，交通部及相關單位必須由系統面之立足點對臺鐵系統之供給、需求、與運轉作整體評估。
考量前瞻軌道基礎建設中含有多項鐵路相關建設工程，不但將同時影響臺鐵系統之運轉，而且彼此之間亦可能有相互影響之情形。因此本所辦理本計畫，研發可整體檢視、分析臺鐵全系統供需能力之軟體工具，以協助本所辦理相關鐵路建設計畫之基本設計經費審議。108年為計畫第1年度，以臺鐵東部系統為範疇，規劃與研發建置診斷模式軟體雛型。109年為計畫第2年度，以前期(108年)研發之軟體雛型架構為基礎，完成鐵路供需診斷模式軟體，據以進行全島鐵路系統投入運轉資源與運能產出之情境分析，引領鐵路發展並達成節能減碳之政策目標。
研究成果：
- 蒐集臺鐵近4年售票紀錄及對應之每日班表資料，進行資料清洗及資料擷取、轉換、載入，建立歷史售票及班表資料倉儲。
- 針對臺鐵全線(含支線)鐵路運輸供給與需求面之實務作業情形，進行多次訪談與討論，掌握臺鐵第四代票務系統售票紀錄及相關分析功能，並研提與完成鐵路供需診斷模式軟體後續與前述資料串接之方式。
- 蒐集16項與臺鐵鐵路運輸相關之資訊系統、車輛採購及建設計畫。
- 釐清進行供給與需求診斷與策略分析所需要的6組主要模式，分別為：需求模式、供給模式、乘客選擇行為模式、乘客選擇參數校估模式、解衝突模式、系統運轉模擬模式，並完成各模式學理公式之推導及其程式之實作與測試，據以完成鐵路供需診斷模式軟體之研發。
- 以臺鐵東部路段為範圍，設計情境案例以整體驗證研究成果整合供給與需求之能力及求解效果。測試以取自星期四及星期日等不同日期之售票紀錄作為需求之來源數據，再分別於四種不同運轉策略進行8種不同情境之模式求解。測試結果顯示各模式確實具有整合運用之能力，而且能夠在所設定運轉資源之限制下，求解得到如何將有限的運能作最佳化的運用，並具體解得含配位資訊之服務計畫。另針對田中支線建設計畫進行案例分析，分析結果確認本軟體具有整體分析之能力，可進行符合旅客需求之運能供給最佳化、建設計畫運能改善效益評估等情境分析功能，以引領鐵路發展並達成節能減碳之政策目標。
- 提出路塞潛勢指數，以評估、比較鐵路建設方案或運轉方案之成效，其計算方式為對所分析鐵路系統已知班表之各車站，對先後使用同一股道之前後列車，取其時隔，分3種狀況計算，若2列車在該站均停靠，則計入時隔不足15分鐘的部分；若其中1列車未停靠則計入不足11分鐘的部分；若2列車均未停靠則計入不足7分鐘的部分，最末再以1小時長度之時間窗，滾動加總上述值，即為該車站在該時間點之路塞潛勢指數，並依其數值分為A~F共6級，A級為0至40、B級為40.01至80、C級為80.01至120、D級為120.01至160、E級為160.01至200、F級為超過200，其中A至C級代表為運轉順暢，D級為擁擠但可正常運轉，而E至F級則為運轉不順暢。
成果推廣與效益：
研究期間邀請臺鐵局之相關單位參與各項工作會議，納入臺鐵局及本所需求，確保研究成果符合實務需求，並有助於未來成果推廣至臺鐵局。
建立整體鐵路系統供需評估工具，協助臺鐵局提升軌道運輸運載能量及列車營運排點自動化。
研究成果精華摘整：
圖4.11.1鐵路供需診斷模式軟體系統架構圖
圖4.11.2 臺鐵西幹線北之現況路塞潛勢指數
研究成果報告：
大數據分析技術進行鐵路供需診斷與策略分析(1/2)-診斷模式軟體雛型之建置
大數據分析技術進行鐵路供需診斷與策略分析(2/2)-完成鐵路系統供需診斷模式系統
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