沈陽地鐵一號線運輸組織方案優化研究

薛 亮，劉小玲

（1.遼寧省交通高等專科學校 經濟管理系，遼寧 沈陽 110122；2.沈陽地鐵集團有限公司運營分公司 客運中心，遼寧 沈陽 110011）

沈陽地鐵一號線一期正線共設 22 個車站，自西向東依次為十三號街站、中央大街站、七號街站、四號街站、張士站、開發大道站、于洪廣場站、迎賓路站、重工街站、啟工街站、保工街站、鐵西廣場站、云峰北街站、沈陽站、太原街站、南市場站、青年大街站、懷遠門站、中街站、東中街站、滂江街站、黎明廣場站，線路全長 27.9 km。該線路橫跨沈陽市區東西方向，將鐵西廣場、沈陽站、太原街、中街、東中街等商圈連為一體。沈陽地鐵一號線自 2010 年 9 月 27 日開通以來，客流迅速增長，出現高峰時段車廂擁擠、車輛滿載率高、部分時段和區段運能不足的現象。目前，沈陽地鐵一號線的運輸組織方案不盡合理，主要表現在高峰 ( 尤其是早高峰 ) 時段客流滿載率過高、平峰時段客流滿載率過低、車底運用不合理等方面。因此，從沈陽地鐵一號線實際客流的時空分布特征分析出發，研究其運輸組織方案存在的問題及相應的優化措施。

1 運輸組織方案現狀分析

1.1 客流現狀

研究選取 2012 年 3 月 12 日沈陽地鐵一號線客流 ( 周一，計劃運行圖平日運行圖 )，對其斷面客流特征進行分析。

（1）斷面客流時空分布特征[1]。沈陽地鐵一號線按時間分布，斷面分時客流統計如圖1、圖2 所示；按空間分布，斷面分區間客流統計如圖3、圖4 所示。

圖1 沈陽地鐵一號線全天分時分方向最大斷面統計圖

圖2 沈陽地鐵一號線全天分時不均衡系數統計圖

圖3 沈陽地鐵一號線上行斷面空間分布示意圖

圖4 沈陽地鐵一號線下行斷面空間分布示意圖

（2）客流分析[2]。由圖1 可以看出，沈陽地鐵一號線早晚高峰特征明顯。早高峰時段為7:00 — 9:00，其中極端早高峰時段 ( 7:00 — 8:00 )客流為 14 544 人次/h；晚高峰時段為 17:00 — 19:00，其中極端晚高峰時段 ( 17:00 — 18:00 ) 客流為 10 690人次/h。由圖3、圖4 可以看出，沈陽地鐵一號線早高峰客流具有明顯的向心特征。在早高峰時間段 ( 7:00—9:00 )，由西段至市中心 (沈陽站)的斷面客流非常大，過青年大街站 (換乘站，與二號線換乘) 后，斷面客流驟減；晚高峰時段 ( 17:00 — 19:00 )客流具有明顯的離心特征，在該時段內，由青年大街站往西段的客流也增幅明顯。

1.2 運輸組織方案現狀

沈陽地鐵一號線一期工程 22 個車站中有 7 個車站具備列車折返能力，有 1 個車輛段與十三號街站連接，有 2 條出入段線。目前，沈陽地鐵一號線采用 6 節車輛編組，列車定員為 1 440 人/列。采用的是基于通信的列車自動控制 ( CBTC ) 信號系統，共分 3 個階段實施。目前，第一階段全線實現點式列車自動防護 ( ATP ) 功能，通過列車自動監督 ( ATS )或本地控制工作站 ( LCW ) 自動或人工排列進路，上線列車采用點式 ATP 駕駛模式，按地面信號顯示及車載推薦速度行車，前后相鄰列車之間的安全運行間隔由計軸區段自動防護。

（1）運行圖情況。目前，沈陽地鐵一號線工作日計劃運行圖技術參數為：單一交路 ( 十三號街至黎明廣場 )；運行圖運用列車數 21 列，最大上線運營 20 列，十三號街車輛段備用車 1 列；早高峰時段行車間隔為 6 min；晚高峰時段行車間隔為 6 min 38 s；其余時段行車間隔為7 min～9 min 42 s。

（2）運行圖運能運量適應性分析。根據沈陽地鐵一號線工作日運行圖分時段運能統計，運能與運量匹配如圖5、圖6 所示。

由圖5、圖6 可知，上行除極端早高峰時段滿載率超過 1.01 外，其余時段滿載率都沒有超過 1.00，運輸能力的配備均能夠滿足客流需求；下行運輸能力的配備基本能夠滿足客流需求，滿載率均小于 1.00；白天平峰時段運輸能力富余量比較大，在 10:00 — 16:00 上、下行的滿載率基本在 0.50 左右。

1.3 存在問題分析

從客流特征上分析，存在以下問題。

（1）早晚高峰客流量差異大，主要表現在早晚高峰客流數值明顯不同，極端早高峰客流數值遠超過極端晚高峰客流數值。

（2）上、下行客流極度不均衡，特別是早晚高峰時段的上、下行客流不均衡程度更為突出。早高峰上行斷面客流遠大于下行斷面客流，最大不均衡系數高達 1.27，而晚高峰下行斷面客流大于上行斷面客流，最大不均衡系數也達到 1.15。

（3）極端高峰 ( 尤其是極端早高峰 ) 能力最為緊張，乘客滿意度及舒適度較低。根據客流分析，目前沈陽地鐵一號線存在的最大問題是極端高峰( 尤其是上行極端早高峰 ) 能力不能滿足客流需求，滿載率超過 1.01，已經超過了乘客可承受的擁擠程度。由于受車底數量的限制 ( 目前可以投入運營的車底數量僅為 21 列 )，并且目前還無法通過增加車底運用數量來縮短行車間隔。單一交路及折返方式不能完全滿足客流特征。

2 運輸組織方案優化及比較

2.1 運輸組織優化分析

圖5 沈陽地鐵一號線運行圖對應的上行運能與運量匹配圖

圖6 沈陽地鐵一號線運行圖對應的下行運能與運量匹配圖

通過對沈陽地鐵一號線運能與運量的適應性分析，可以看出早高峰時段中 7:00 — 8:00 的滿載率最大，而且最大斷面發生在云峰北街 — 沈陽上行區段。因此，可以考慮在 7:00 — 8:00 時段，在重工街—青年大街間開行一個小交路 ( 重工街站和青年大街站列車具備折返條件 )，小交路列車的車底利用備用車。這樣可以有效緩解早高峰上行斷面的客流壓力。但是，由于小交路列車需要經過青年大街站存車線進行折返作業，而存車線兩邊沒有站臺，上行小交路列車在青年大街站無法進行下客作業。因此，在組織開行小交路列車時，下行列車可以不載客，或者上行列車到達南市場站上行站臺后清客。清客完畢后，空車進入青年大街站存車線站前折返至青年大街站下行站臺，然后進行換端作業。

2.2 優化方案比較

采用編圖軟件編制運輸組織方案的優化運行圖，優化前后方案的具體比較如下。

（1）優化前列車運行圖早高峰時段中7:00 — 8:00 上行極端斷面的滿載率為 1.01，優化后為 0.92，具體如表1 所示；7:00—8:00 下行斷面的滿載率為 0.63，優化后為 0.57，具體如表2 所示。

表1 沈陽地鐵一號線列車運行圖優化后的滿載率(上行)

表2 沈陽地鐵一號線列車運行圖優化后的滿載率(下行)

（2）優化前列車運行圖早高峰時期上、下行最小行車間隔為 6 min，優化后上、下行最小行車間隔為 4 min，縮短最小行車間隔 2 min。

（3）優化前列車運行圖早高峰最大上線列車數為 20 列、備用車 1 列，優化后為 21 列。

2.3 結論

從上述比較可以看出，優化后的列車運行圖雖然多使用 1 列車上線，增加了運營成本，但上、下行早高峰極端斷面的滿載率下降了約 9%，上、下行早高峰最小行車間隔均縮短了 2 min。按照乘坐公共交通出行每位乘客的時間價值為 7.455 3元 / h[3]，則每位乘客可節約 0.248 52 元 / 2 min。按照列車滿載 1 440 人次 / 列計算，優化后旅客時間價值總成本節約 2 913 元 / h。優化后的運輸組織方案能更好地適應沈陽地鐵一號線的客流特征，滿足運輸需求，提高早高峰時段的服務水平，節約乘客出行的時間成本。

3 結束語

沈陽地鐵一號線作為沈陽市第一條地下城市軌道交通線路，位于城區東西方向的主軸線上，橫跨市內 5 區，在沈陽城市軌道交通網絡中有重要的地位。沈陽地鐵一號線也是目前沈陽最先采用 CBTC 信號制式的軌道交通線路，將在開行高密度、多交路的復雜運輸組織方案中起到示范作用。通過研究沈陽地鐵一號線斷面客流的時空分布特征，對目前的運輸組織方案的相關問題進行分析，提出優化方案，并編制了列車運行圖，證明了運輸組織優化方案實施的可行性。

[1] 江志彬，田益峰，苗秋云. 上海軌道交通八號線客流特征及運輸方案優化[C]//中國交通運輸協會青年科技工作者委員會，上海海事大學. 中國交通研究與探索. 北京：人民交通出版社，2009：156-159.

[2] 沈麗萍，馬 瑩，高世廉. 城市軌道交通客流分析[J]. 城市交通，2007(3)：14-19.

[3] 趙淑芝，趙 貝. 多因素影響下的城市居民出行行為時間價值[J]. 吉林大學學報：工學版，2011(1)：46-50.