城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力影響因素

摘 要：城市軌道交通從開始運營后，逐漸承擔(dān)著越來越大的客流量，突顯出計算其實際承載力的重要性。文章根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)承載力的概念，全面系統(tǒng)地分析了影響城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力的因素，為承載力的計算提供思路。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；承載力；影響因素

城市軌道交通作為大運量公共交通工具，能有效緩解城市交通壓力，已經(jīng)在國內(nèi)許多城市開通運營。由不同線路組成的城市軌道交通，成網(wǎng)絡(luò)化運行，相比于其他公共交通出行方式，將會更具有競爭優(yōu)勢，因而其客流量也會呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。而城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實際運載能力與設(shè)計承載力存在偏差，二者之間存在匹配關(guān)系，但尚無相應(yīng)的評價體系。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)組成復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多樣，系統(tǒng)的承載力受多面因素影響，沒有較為準確的計算模型，有必要對軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力的影響因素進行分析，較為全面的認識限制承載力大小的原因，結(jié)合具體情況能為城市軌道交通的日常運營工作提供改進措施。

1 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

一般而言，廣義的城市軌道交通是指以軌道承載列車運行和導(dǎo)向，以信號系統(tǒng)為控制手段，集中、快速輸送旅客的輪軌交通系統(tǒng)（有別于道路交通），主要為城市內(nèi)（有別于城際鐵路，但可涵蓋郊區(qū)以及大都市圈范圍內(nèi)）公共客運服務(wù)，是一種在城市公共客運交通中起骨干作用，具有中等以上運量的現(xiàn)代化立體交通系統(tǒng)。

城市軌道交通系統(tǒng)是由多種活動設(shè)備和固定設(shè)備組成的復(fù)雜系統(tǒng)，從其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

硬件系統(tǒng)包括：軌道交通線路、隧道、橋梁、車站、停車場和車輛檢修基地等固定設(shè)施；車輛和車輛運載工具；牽引供電系統(tǒng)；信號、列車運行控制系統(tǒng)及通信設(shè)施；環(huán)境控制及安全系統(tǒng)；與城市其他交通方式銜接換乘設(shè)施及相關(guān)公共設(shè)施等。

軟件系統(tǒng)包括：決策及咨詢機構(gòu)；運營管理系統(tǒng)；行車調(diào)度指揮系統(tǒng)；售票系統(tǒng)；市場開發(fā)機制及一體化運輸協(xié)調(diào)系統(tǒng)；應(yīng)急預(yù)防和安全保護系統(tǒng)等。

城市軌道交通系統(tǒng)的目標是安全、快速、經(jīng)濟、大運量、準時輸送旅客，滿足城市居民不斷增長的出行需求，形成安全、高效及可持續(xù)發(fā)展的城市綠色公共交通體系。而其基本功能是實現(xiàn)旅客的位移，提供安全、快捷、準時、經(jīng)濟和大容量的公共交通工具，完善城市公共交通結(jié)構(gòu)。因此，若把系統(tǒng)的物理框架與其功能框架相結(jié)合，則軌道交通系統(tǒng)可劃分為四個子系統(tǒng)，具體內(nèi)容如表1所示。

城市軌道交通由眾多子系統(tǒng)組成，隨著軌道交通系統(tǒng)所承擔(dān)的客運周轉(zhuǎn)量的比例不斷增大，要實現(xiàn)這一目標，保證系統(tǒng)暢通無阻，穩(wěn)定運行，則需要各個子系統(tǒng)密切配合、有效銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展，才能發(fā)揮整體效能。

2 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力概述

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力是指軌道交通網(wǎng)絡(luò)在一定內(nèi)部條件和外部環(huán)境條件影響下，城市軌道交通系統(tǒng)在單位時間內(nèi)所具有的最大輸送乘客的能力。

從上述定義可知，城市軌道交通系統(tǒng)的承載力受到各種因素的制約，通常小于系統(tǒng)的原有最大設(shè)計能力；當內(nèi)、外部環(huán)境發(fā)生變化時，系統(tǒng)的承載力也可能發(fā)生變化。因此，城市軌道交通系統(tǒng)的承載力是一個隨著內(nèi)部條件、外界環(huán)境條件變化的量。分析城市軌道交通系統(tǒng)承載力，具有以下的意義和作用：

2.1 引導(dǎo)城市可持續(xù)發(fā)展

分析城市軌道交通系統(tǒng)承載力路線中的一項重要內(nèi)容就是城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)形態(tài)規(guī)劃，兩者在一定程度上影響城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對城市土地的發(fā)展具有強大的刺激作用。

2.2 為軌道交通設(shè)計和建設(shè)提供基本依據(jù)

在確定線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、換乘車站和換乘形式的同時，也為確定軌道交通建設(shè)規(guī)模、修建順序以及編制軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃提供了依據(jù)。

2.3 完善城市軌道交通，提高其在公共交通中的地位

在一定的城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)計承載力下進行線網(wǎng)規(guī)劃，有利于控制和降低工程造價，同時可最大限度地滿足居民出行的需求，改善城市交通擁擠的現(xiàn)狀，提高軌道交通的分擔(dān)率。

由于承載力具有可變性，所以我們需要對其進行監(jiān)控和管理，進而使軌道交通系統(tǒng)的承載力維持在較高的水平。

3 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力影響因素

根據(jù)上述軌道交通系統(tǒng)承載力的定義、特點和分類，結(jié)合城市軌道交通系統(tǒng)本身的組成成分及特點，我們將影響該系統(tǒng)承載力的主要因素分為九個部分，分別是環(huán)境條件、服務(wù)要求、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)施設(shè)備、運行模式、管理水平、人員素質(zhì)和客流情況。

3.1 環(huán)境因素

一個特定的系統(tǒng)總是處在一個特定的環(huán)境之中的，對城市軌道交通系統(tǒng)來說，雖然其設(shè)計承載力中已經(jīng)包含了環(huán)境的因素，但它的現(xiàn)實承載力和具體實現(xiàn)的承載力，即實現(xiàn)承載力，都會隨環(huán)境的變化而變化，因此環(huán)境因素是影響城市軌道交通系統(tǒng)承載力的一個重要因素。

3.2 服務(wù)要求

列車定員、列車速度、線路條件以及其它相關(guān)技術(shù)標準的確定都與服務(wù)水平相關(guān)，服務(wù)要求能直接影響站臺寬度等硬件設(shè)施，從而改變網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體承載力，因此系統(tǒng)的服務(wù)要求也是確定系統(tǒng)承載力的必要條件。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是指城市軌道交通系統(tǒng)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同樣的一條城市軌道交通線路以不同的方式接入路網(wǎng)會產(chǎn)生完全不同的承載力，這是因為不同的換乘會導(dǎo)致局部客流的不同，致使該線路的運輸能力表現(xiàn)出不同的參數(shù)。

3.4 設(shè)施設(shè)備

從理論上講，我們研究城市軌道交通系統(tǒng)的承載力是以一個固定的系統(tǒng)（包括設(shè)施設(shè)備、管理體系等）為研究對象進行分析的，但是即便是作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的城市軌道交通系統(tǒng)也是在不斷的變化之中的，這必然導(dǎo)致承載力的變化。例如，隨著時間的推移，設(shè)備的質(zhì)量會發(fā)生相應(yīng)的變化，致使某些可靠性參數(shù)發(fā)生變化；另外，在不同時期、不同時段，城市軌道交通運營單位會投入不同數(shù)量的設(shè)備（例如列車的數(shù)量），因而使得系統(tǒng)的能力發(fā)生波動。

3.5 運行模式

同樣的物理系統(tǒng)在不同的運行模式下，其承載力也會發(fā)生變化，如高峰運行模式與常規(guī)運行模式、正常模式與節(jié)能運行模式的系統(tǒng)承載力是不同的。

3.6 客流情況

客流的時間和空間分布必然使城市軌道交通系統(tǒng)中不同線路、區(qū)段的實現(xiàn)承載力有所不同，這樣也就導(dǎo)致了整個系統(tǒng)承載力會有所不同。

3.7 管理制度

不同的管理體系、管理制度、管理流程以及運營和維修模式等，影響客流走行速度、路線選擇或是列車開行數(shù)量及時間等，也必然對系統(tǒng)承載力產(chǎn)生影響。

3.8 人員素質(zhì)

同樣的系統(tǒng)由不同的人來管理和維護，必然導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)揮不同的能力。因此，人員素質(zhì)對城市軌道交通系統(tǒng)承載力也會產(chǎn)生一定的影響。

3.9 經(jīng)濟因素

一個物理系統(tǒng)的能力必然與經(jīng)濟因素相關(guān)，能力要求越高，經(jīng)濟付出就越高（當然也可能會導(dǎo)致大的經(jīng)濟收入），所以，在實際運營中，系統(tǒng)運營方必然會考慮能力和經(jīng)濟性的關(guān)系，因此，在研究城市軌道交通系統(tǒng)承載力時，也應(yīng)該考慮經(jīng)濟因素。

4 結(jié)束語

通過以上城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載力的影響因素分析，可以為承載力的計算模型建立提供思路，完善模型內(nèi)指標的選取。相關(guān)的影響因素還可以作為改善城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載能力的措施，如提高管理水平，優(yōu)化軌道交通行車組織方式等，不同的影響因素會限制承載力的大小，可以根據(jù)具體的承載力計算結(jié)果進行相應(yīng)的措施調(diào)整。

參考文獻

[1]周慶灝，李素瑩. 城市軌道交通若干運營指標統(tǒng)計問題探討[J].城市軌道交通研究，2013，7：1-3.

[2]楊維.城市軌道交通路網(wǎng)承載能力計算方法研究[D].北京交通大學(xué)，2011.

[3]張一梅.基于路網(wǎng)的城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力研究[D].北京交通大學(xué)，2009.

[4]李曉龍，韓靜茹，宋留洋.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計承載能力計算方法研究[J].城市軌道交通研究，2016，2：71-75.