城市軌道交通的旅行速度與列車擁擠度

李更強

(蘇州軌道交通運營分公司， 江蘇蘇州 210037)

城市軌道交通的旅行速度與列車擁擠度

李更強

(蘇州軌道交通運營分公司， 江蘇蘇州 210037)

從滿足乘客出行需求的角度闡述城市軌道交通列車旅行速度、擁擠度兩項指標的重要意義，并以當前我國典型的一線、二線城市軌道交通旅行速度、擁擠度的指標水平和提升過程為實例，分析這兩項指標的計算方法、核心要素以及相互關系，從而提出新線開通運營前合理確定和開通運營后不斷提升這兩項核心指標的具體方法和措施：從優化司機站務人員站臺作業標準流程、減少車輛開關門時間和同步延時時間、縮小列車區間運行時間余量等方面提高旅行速度；在開通初期可以通過增加上線列車數、中期可以通過提高旅行速度和折返效率的方法來降低列車擁擠度，而后期則需要研究采用大小交路套跑、上下行不對稱運輸、平行線路建設、新車增購等方式來從根本上降低列車擁擠度，不斷提高乘客服務水平。

城市軌道交通； 旅行速度； 列車擁擠度； 指標； 提升

近年來，隨著我國城市軌道交通的快速發展，建設并開通運營軌道交通線路的城市不斷增加，城市軌道交通由于其安全、準點、便捷的出行特點受到廣大市民青睞，不同城市的軌道交通客運量及在整個城市公共交通客運量中的占比都在不斷增長，北京、廣州等城市占比達到50%甚至更高，而據高德地圖的一項調查數據顯示，選擇軌道交通出行的市民最認可的是“速度快、不擁堵”，認為最需要改進的是“車廂內擁擠、不舒服”。由此來看，城市軌道交通要吸引更多城市交通出行量、提高乘客滿意度，就必須盡可能提高列車旅行速度，控制列車擁擠度，重視這兩項核心指標。

1 列車旅行速度、擁擠度指標構成及其重要性

1.1國標中兩項指標的定義和計算方法

1) 列車旅行速度也叫運送速度，是指列車在運營線路上運載乘客時的速度。計算公式[1]為

(1)

通過對國標的分析和理解，我們不難發現，這里的運營線路長度是指載客運營列車通過的正線長度，不包括折返線等配線長度；單程行駛時間是指載客列車從始發站發車運行至終點站停穩的時間，不包括首末站的站停時間，但包括中間站的站停時間。所以同一條線路，上下行的旅行速度一般有所差異。

2) 列車擁擠度是列車滿載率的另一種反映形式，是指線路高峰小時平均斷面客運量與線路實際運輸能力之比，列車按定員(AW2)計算，用以表示列車的擁擠程度。計算公式[2]為

(2)

高峰小時平均斷面客運量是指線路高峰小時各個斷面客運量的平均值，線路實際運輸能力指列車滿載情況下(AW2，6人/m2)的高峰小時運能，在國內，目前由于6A、6B、4B等車型不同，載客能力差別較大。需要提出的是，這種計算方法得出的是整條線路在高峰時間段的平均擁擠度，本文用高峰小時最大斷面客運量替代高峰小時平均斷面客運量來計算整條線路在運營時間內列車的最大擁擠度，以便更直觀地反映乘客感受極限和服務水平。

1.2當前主要城市兩項指標情況對比

在當前已經開通運營城市軌道交通的24座城市中，選取有代表性的廣州、成都、蘇州軌道交通，并對其2013—2015年度列車旅行速度、列車擁擠度兩項指標進行對比分析，見表1。由于有軌電車、市域線路在運行方式、服務對象等方面的特殊性，不作為此兩項指標的分析對象。

表1 不同城市年度指標對比[3]

注：旅行速度是本年度線路最大值；擁擠度是本年度線路高峰小時最大擁擠度。

從表中數據來看，各城市間旅行速度的差別不大，均在32km/h左右。列車擁擠度指標在一線城市廣州3年均在高位運行，說明線路日常客流較大，運能已經出現瓶頸；省會城市成都3年的列車擁擠度適中且較均衡，說明運能利用相對充分；地級城市蘇州2014年擁擠度增加明顯，主要原因是2013年底2號線開通后形成了網絡化運營，客流增加明顯且蘇州軌道為小編組4B車型，造成運能相對不足。

1.3兩項指標對乘客服務水平的重要性

正如前文所述，旅行速度和列車擁擠度是反映軌道交通服務水平的兩項重要指標，也是提高軌道交通分擔公共交通客運比例、提升乘客滿意度的關鍵指標，在我國現有國標的條款中，已對這兩項指標的標準值做了明確規定或是界定了范圍。

在《地鐵設計規范》中明確：“地鐵列車的旅行速度應根據列車技術性能、線路條件、車站分布和客流特征綜合確定，設計最高運行速度為80km/h的系統，旅行速度不宜低于35km/h，設計最高運行速度大于80km/h的系統，列車旅行速度應相應提高”[4]。在《城市軌道交通客運服務》中明確：“列車擁擠度不應大于100%”[2]。

從相關條款來看，旅行速度由于受線路、車輛等限制因素多，國標沒有強制規定，不低于35km/h只是建議值。雖然對乘客來說列車速度越快則花在路上的時間越短，但從運營安全角度來說并不是越快越好，還要綜合考慮速度快帶來的安全風險，比如列車制動距離、駕駛人員素質、設備損耗等。列車擁擠度不大于100%是強制規范，不管軌道交通線路、車輛、客流等限制因素，因為列車擁擠度不僅僅是一個服務型指標，也是安全型指標，車廂過度擁擠很可能造成次生影響，尤其是在突發應急情況下，很容易造成人員踩踏、傷害等事故。

2 旅行速度的確定方法和提升措施

2.1新線開通時的確定方法

旅行速度由線路運營長度和單程行駛時間決定，而線路運營長度在開通前是一項恒定不變量，速度的大小與單程行駛時間成線性反比關系。下面具體分析影響軌道交通線路單程行駛時間的具體因素。

2.1.1區間運行時間

影響區間運行時間的因素較多，涉及到隧道結構、線路、車輛、信號、駕駛人員等多方面因素，而每條線路的信號系統會根據線路、車輛、曲線等不變因素，在適當考慮安全余量的基礎上，模擬出線路上下行各個區間的最小運行時間，對即將開通運營的線路來說，可以采用軌道交通信號系統提供的最小運行時間作為極限值，再通過試運行時全線跑車實測來修正各區間數據，得出初步的區間運行時間值，最后在開通前根據試運行情況和個別區間限速等特殊要求，對個別區間運行時間進行調整，最終得出開通試運營的區間運行時間值。具體步驟流程如圖1所示。

圖1 區間運行時間確定步驟Fig.1 Steps for determining interval running time

確定過程中有以下幾條注意事項：

1) 盡可能提前從信號廠商得到相關數據；

2) 跑車實測時司機按照沿途車載信號緊制速度駕駛；

3) 開通初期按10%比例放大；

4) 提前向軌道、信號、車輛等設備部門收集限速要求；

5) 不滿足時優先選擇調整站停時間。

2.1.2站停時間

站停時間是列車在車站停穩至啟動的時間，是列車停穩到車門打開時間、乘客上下車時間、司機確認上下客完畢時間、開始關門至啟動時間之和。由于乘客上下車時間在沒有正式開通試運營前無法準確掌握，其他幾個組成因素也與信號系統等級、列車司機業務水平變量直接相關，所以無法很精確地確定站停時間值，正如前文所述，信號系統會根據初步設計車站客流預測值等數據給出默認的線路各站站停時間(25～45s之間)，在確定每個站實際站停時間時可以直接作為參考，在適當放大(5～10s)后作為運行圖參數值，在試運行期間跟車實測并進行修正后最終確定為開通試運營的各站站停時間。具體流程如圖2所示。

圖2 站停時間確定步驟Fig.2 Steps for determining station stop time

需要注意的是，站停時間極限值不能小于15s，否則無法完成開、關門至啟動的基本流程，沒有乘客上下車時間；最大時間理論上可以無限大，而實際綜合各地鐵情況來看，大于60s不但起不到輸送乘客的目的，反而會影響線路行車間隔或造成站停列車的車廂過度擁擠。具體各組成要素的確定方式和原則見表2。

表2 區間運行時間組成要素確定方式和范圍

2.2開通后的提升措施

1) 優化司機站臺作業標準流程，提高司機作業熟練程度；

2) 加大站臺乘客乘降組織力度，尤其是大客流車站；

3) 調整車輛參數，減少列車開關門時間和同步延時時間；

4) 縮小區間運行時間的放大比例；

5) 提高信號、線路、車輛性能，提高列車運行速度。

在這5項優化措施中，涉及設備更新優化的第3、5項實現資金和時間成本較高，且系統升級時會對運營造成較大影響，實際很難實現。運營單位通過優化管理制度、提高人員技能素質兩個層面從第1、2項措施上著力，根據蘇州1號線實際經驗，每站可以壓縮5s左右的時間，按全線20座車站算，單程站停時間可以壓縮1min40s的時間。關于第4項措施，前文已經明確，最小放大比例能壓縮到5%，全線大概可以壓縮2～3min的區間運行時間；如果放大余量小于5%，出現故障或大客流時很容易造成列車無法按圖行車，從而產生列車晚點指標。按照線路長度25km計算，通過壓縮站停和區間運行時間，大概能提高10%左右的旅行速度。

3 列車擁擠度的確定方法和提升措施

3.1新線開通時的確定方法

影響列車擁擠度的兩項指標中，高峰小時最大斷面客流以初步設計客流預測初期數據為依據，有些城市地鐵會在開通前再做一次客流預測，實際計算以最近一次預測值為準；另一項線路實際運輸能力在單列車載客能力固定的情況下只與行車間隔相關，間隔越小運能越大，間隔越大運能越小。

一般來說，在新線開通初期，由于客流相對較少，在行車間隔滿足國標試運營要求(小于10min)[5]的前提下，運能都能滿足客流需求，此時影響列車擁擠度的因素反而是新線開通時的可運用列車數量，這就是所謂的“以車定運”，即以可運營列車數量來確定運輸能力。在這種情況下，根據確定的運輸能力計算出列車擁擠度，只要滿足國標上線要求即可。當然也有像北京等城市新線開通時就客流爆滿，列車擁擠度超過國標的情況，這時需要采取多種措施及時優化改進。

3.2開通后的優化措施

從計算公示來看，降低列車擁擠度只有一種方法，那就是增加行車密度，減少行車間隔，但實際在試運營的不同階段采取的方式有所不同，具體原則如下：

1) 開通初期根據可運用列車調試完成情況，逐步增加上線列車數，縮小行車間隔提高運能，從而降低列車擁擠度；

2) 中期由于列車數量無法繼續增加，而實際客流還在不斷增加，可以通過提高旅行速度和折返效率來減少列車周轉周期，在不增加列車數量的前提下，縮小行車間隔提高運能，從而降低列車擁擠度；

3) 后期在列車運行周期無法再壓縮的條件下，可以采用大小交路套跑、變換存車方式、不對稱運輸等形式來提高個別大客流區段的行車間隔，提升運能，從而降低部分區段的列車擁擠度；

4) 其他可行方式如新車采購、線路拆分、平行線路建設開通等方式，但這些方式資金需求量大，周期長，運營單位實現困難較大。

需要說明的是，列車擁擠度并不是越低越好，在當前節能環保的大環境下，列車擁擠度過低，說明線路運輸能力虛靡，浪費嚴重，軌道交通單位的運輸成本也會較高。從國內主要地鐵來看，高峰小時最大列車擁擠度二三線城市控制在80%～100%，一線城市控制在100%～120%較為合理。表3是蘇州軌道交通1號線的不同階段列車擁擠度變化和采取的優化措施。

表3 蘇州1號線擁擠度變化和優化措施[6-7]

4 結語

綜上所述，旅行速度與列車擁擠度各自受不同因素影響，這兩項指標本身也是一種非線性的相互影響關系。

從技術上來講，旅行速度提高會減少列車周轉時間，可以在不增加列車的條件下提高行車密度，從而降低列車擁擠度，但這種影響比較有限，而且后續旅行速度到達上限后無法再實現；列車擁擠度降低后，意味著單位列車的乘降量減少，可以適當減少站停時間，從而在一定程度上提高旅行速度。從客流上來說，先期旅行速度的提升，加上正面宣傳對客流吸引較為明顯，尤其對中長距離出行的市民，列車擁擠度會有所提高；列車擁擠度提高后，必然會降低乘客舒適度，隨著客流的不斷增加，可能造成個別站停時間延長，從而分散一些客流。具體的影響程度需要大量客流數據和調查分析，本文不做詳細分析。

軌道交通運營單位運輸組織的一項重要任務就是根據線路特點、客流分布、設備狀態、人員素質等多方面因素，運用好運輸策劃、行車組織、站務組織等方式方法，在不同階段確定恰當的旅行速度和列車擁擠度，以滿足市民出行需求，不斷提高軌道交通在公共交通中的出行比例和乘客滿意度。

[1] 城市公共交通技術經濟指標計算方法 地鐵：CJ/T 8—1999[S].北京：中華人民共和國建設部，1999.

[2] 城市軌道交通客運服務：GB/T 22486—2008[S].北京：中國標準出版社，2009.

Passenger transport services for urban rail transit： GB/T 22486—2008[S].Beijing： Standard Press of China， 2009.

[3] 中國交通運輸協會城市軌道交通委員會.城市軌道交通運營績效評估體系成果報告[R].北京，2015.

[4] 地鐵設計規范：GB 50157—2013[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

Code for design of metro： GB 50157—2013[S].Beijing： China Architecture & Building Press， 2014.

[5] 城市軌道交通試運營基本條件：GB/T 30013—2013[S].北京：中國標準出版社，2013.

Urban rail transit operation of the basic conditions： GB/T 30013—2013[S].Beijing： Standard Press of China， 2013.

[6] 蘇州軌道交通運營分公司企劃部.企業年報[R].蘇州，2016.

[7] 蘇州軌道交通運營分公司企劃部.年度運輸計劃[R].蘇州，2012—2016.

Travel Speed and Train Congestion Degree in Urban Rail Transit

LI Gengqiang

(Suzhou Rail Transit Operation Branch Company, Suzhou 210037)

This paper analyzes the importance of the two indicators of train travel speed and congestion degree of urban rail transit from the angle of satisfying passenger travel demand. At the same time, The indicators of train travel speed and congestion degree of arban rail transit in the first-tier and second-tier chinese cities are cited as examples in the paper.The calculation methods, core elements and mutual relations of the two indexes are analyzed, and the specific methods and measures of the two core indicators before and after the operation of the new line are put forward. The travel speed can be improved by optimizing the standard procedure for platform operation by the drivers and station staff members, reducing the opening and closing time of vehicles and synchronization delay time, and reducing the running time margin of the train section. The train congestion degree can be decreased in the initial period by increasing the numbers of on-line trains, in the medium term by improving the travel speed and reentry efficiency, and in the later stage by studying the use of large and small sets of traffic sets, asymmetric up-run and down-run asymmetric transportation, parallel lines, purchasing new cars, etc. to continuously improve the passenger service level.

urban rail transit; travel speed; train congestion; index; promotion

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.004

2016-10-10

2017-07-29

李更強，男，本科，學士，控制中心主任，工程師，主要從事地鐵運輸組織、調度指揮等工作，xinghai_228@sina.com

U231；F530.7

A

1672-6073(2017)05-0023-04

(編輯：曹雪明)