基于地鐵列車承載能力的套跑交路方案研究

曹啟濱

北京地鐵運營有限公司通號公司，北京 100088

城市軌道交通具有安全可靠、高效環保的特點，現已成為眾多大型城市公共交通的主要發展方向。城市軌道因其不堵車、準時性的特點吸引了龐大的城市客流群體。以首都北京市為例，現有的14條軌道交通線路，日客流量超過600萬人次。特別是早晚高峰時段，客流壓力尤其巨大。軌道交通運營單位對路網內線路多次采取縮小發車間隔、增加發車頻次的手段來滿足乘客需求，但依然難以從根本上緩解運能不足的現狀。本文通過對北京地鐵線路、客流特點的分析，提出了基于列車承載能力的區間車、空車大小交路方案，為解決現有運力矛盾提供了思路。

1 地鐵客流量形成因素分析

首先，地鐵具備不堵車、提供點到點準時到達的交通服務的特點，能夠有效縮短長途路段出行時間且交通資費便宜，成為軌道交通系統吸引客流的直接因素。以北京為例，2010年底昌平線、亦莊線、房山線、大興線和15號線（順義）5條郊區新線同時開通，使北京市軌道交通線網里程達到336km，截止2011年4月，北京軌道交通客流量水平比5條郊區線開通前平均日增加100萬人次的客流。城軌系統的便捷準時性以及北京市實行的全網2元一票通的低廉票價政策，極大地促進了廣大市民選擇公共交通的熱情。

其次，由于城市市區寸土寸金，沒有足夠的住宅用地且地價高昂，使更多的城市居民需要在價格較低的市區邊緣或城市郊區購房置業或租賃房屋。然而城市的功能區域過多的集中在城市的中心區域，就業和各種社會活動都需要到市區來，于是必然形成了在市區工作、在郊區住家的居民來帶的潮汐式進出城客流。

2 高峰時段地鐵客流特點

正如前文所述，城市地鐵日復一日地為潮汐式客流群體提供著交通服務，這種潮汐式客流是軌道交通高峰時段最顯著的特征。

早高峰時段由于乘客需要趕赴工作崗位，出行時間集中在6時30分～9時區段。晚高峰時段集中在17時～19時；

大量客流量會涌入中心區域線路，中心線路、車站特別是換乘站客流壓力極大；

邊緣車站進站乘客普遍乘車路段長，城近郊區線路上少有短途旅客；

早高峰由郊區通往市中心區域的路段上，列車在沿線各站存在明顯堆棧效應。

3 列車承載能力的提出

地鐵列車承載能力涉及了列車編組數量、車體型號與結構等車輛數據，以北京為例，除機場快速軌道外，其余線路均采用B型車6輛編組，正在建設的地鐵6號線采用8輛編組，14號線預計采用7輛編組。車輛型號、客艙尺寸確定以后，列車定員承載水平就基本確定了。

在實際運營中，即便在同一線路、同一種車次密度條件下，由于車上滿員程度不同，列車對站臺候車乘客的接納程度也不同。例如北京地鐵1號線蘋果園站是起點站，空車進站載客，因此列車在該站臺對站臺候車乘客接納能力較強。以發車時每輛車50名乘客計算，每一車次能夠從站臺接納300名乘客。由于1號線西部區域乘車的大部分乘客需要乘坐至復興門以東，在蘋果園-復興門區段下車乘客稀少，而蘋果園以后的車站上車客流積聚，造成了車內人數持續上升，通暢在玉泉路站已接近飽和，在軍博、木樨地等車站高峰時期車廂內幾乎無法接納更多候車乘客，認為此時列車在站臺的承載能力有限，對站臺乘客的接納能力低。

4 基于列車承載能力的交路方案

1）大小交路混跑設計

圖1 城市郊區與市區連接的地鐵線路

以圖1為例，其中方框區域定義為城市中心區域，ABCD是連接城近郊區的地鐵線路車站，由于軌道邊緣區域A站點的房地產開發程度逐步提高，且距離城中心區域較遠，該位置房地產價格包括租賃價格相對低廉，致使A點衍生的城軌客流量極高。此時早高峰時大量A站點乘客占用了始發列車，而在B、C點同樣是進城客流多，下車乘客少，導致列車達到D點已嚴重滿員或已超飽和，所以列車途徑D點時對站臺客流接納能力極為有限。

以北京地鐵1號線西段為例，早高峰段蘋果園車站發車滿員，在后續三站通常列車飽和，在公主墳上行方向列車對站臺接納能力已明顯不足，在軍事博物館等車站，通常站臺乘客需要等2～3趟列車擇機上車，直至復興門換乘站，此情況才能根本緩解。

根據上述客流情況，利用現有中間折返及庫線條件，開通中間折返列車，能夠緩解部分車站客流壓力。

圖2 具備中間折返條件的地鐵線路示意圖

假設圖2中線路A-H為進市區方向，高峰時段利用A、D、G車站道岔進行大小交路混跑，部分列車在A點折返，完成雙向全站運營；部分車在D清人入庫折返；部分車在G站折返。鑒于早高峰期間進城人多，而出城方向客流相對稀少（如圖H-A方向），過密集的列車在H-A區段存在運力浪費，因此可以考慮中途折返；中途D、G站折返列車在D、G站為空車進站，對當時站臺候車乘客的接納能力強，便于乘客乘坐，提高了中間段車站乘客出行舒適度，同時保證了靠近城市中心區域范圍內列車車次密度較高，對整個運營效率有提高。

2）端頭站跳停方案

圖3 線路中間無折返條件的線路

在沒有設立足夠庫線或折返岔的線路上，同樣可以為接納中間車站候車乘客而設計區間列車，如圖A-F為進城方向，設置早高峰第1列車從A站載客運營，之后BCD逐站乘降作業；第二列車從A站發車站臺通過不載客，在B站空車進站載客，之后CDE站乘降；第三列在AB站通過，在C站開始載客，從第四列開始從A站載客，后續依次循環，這種發車方式保障了F-A方向無區間列車，無中站清人作業，折返后A-F方向靠近端頭的車站都有空車乘坐，將列車承載能力進行了合理預留，避免了始發站滿員后列車后續車站無法繼續上人的情況，提高了列車在后續車站對乘客的接納能力。

5 基于承載能力的交路方案對行車組織和信號系統的影響

上述提到的中途折返和空車跳停的方式，都給將列車的承載能力偏向了中間車站，努力避免始發站滿員，后續車站無力接納乘客的局面。

中途折返方案要求線路必須有能夠進行中間折返的渡線或庫線，中途折返的區間車要在到達折返站時進行請人作業，會增加因列車折返而被清人的乘客換乘次數和候車時間增加，使線路始端發出列車車次減少，對始端和因折返而甩掉的車站乘客候車時間適當延長。這種方式對行車組織要求更為嚴密，因為折返列車和正線運營列車存在抵觸，必須掌控好運營時間。如前圖2，若D站列車出庫時，C-D區段的正線不應該同時有車，對正線運營存在一定影響。如大客流或設備故障時，發生列車晚點，折返作業的影響會更大，操作更加困難。中途折返方案中有如D站的庫線和F站的渡線，顯然庫線使用更加靈活，能夠將列車存于庫線待客流激增、時機成熟時靈活發出區間空車。

端頭車站跳停的方案避免了中途折返、清人、信號聯鎖方面的困難，列車運營交路無變化，對中間道岔無觸動，能夠結合中間各站客流情況靈活調度、靈活掌握，但始發跳停的車站和區段列車空駛，降低了高峰時段電動客車的使用效率。

6 結論

本文分析了地鐵高峰時段客流特點，提出了基于列車在站承載能力的大小交路套跑和端頭車站跳停兩種行車組織方案，以降低中間車站進站列車滿載程度，提高列車在中間車站對候車乘客的接納能力，并對兩種方案在行車組織、信號等方面的利弊進行了簡要分析。

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