基于客流特征分析的西安地鐵2號線行車組織優化措施

劉峻峰 程 濤

(西安市地下鐵道有限責任公司， 710016, 西安//第一作者，高級工程師)

目前，西安地鐵運營線網長50.9 km，運營車站有40座(含換乘站1座)，日均客運量達到90萬人次/d，客運強度達1.77萬人次/(km·d)。作為主干線路的西安地鐵2號線(以下簡為“2號線”)自2014年6月16日南段開通以來，客流迅速增長，出現了高峰時段車廂擁擠、部分時段區段運能不足等現象。本文重點對2號線斷面客流特征進行分析，結合當前運營現狀，分析其存在的問題，研究相應的行車組織優化措施。

1 現狀分析

1.1 運營現狀

2號線北起北客站站，站南至韋曲南站，線路長26.133 km，有21座地下車站，平均站間距為1.31 km。北端渭河車輛段與北客站站相接，南端潏河停車場與韋曲南站相接，并與西安地鐵1號線在北大街站換乘。

2號線全天運營時間約為17 h，全天采取單一交路(北客站站至韋曲南站)，兩端一場一段出入車。工作日運營時段按客流量劃分為高峰時段、平峰時段及低谷時段，高峰時段最大上線列車數為21列、最小行車間隔為297 s；周六、日運營時段按客流量劃分為高峰時段及低谷時段，高峰時段最大上線列車數為20列、最小行車間隔為312 s。

西安地鐵目前日均客運量達90萬人次/d，承擔了西安市區約7%的交通出行(建成區有480萬人口，日交通出行1 050萬人次，地鐵承擔77萬人次，地鐵換乘系數為1.22)。2014年第三季度，2條地鐵線路客運強度位居全國第三位，線路運營效率也隨之不斷提升。

1.2 客流特征

本文以2014年9月客流數據為例，對2號線工作日斷面客流特征進行詳細分析。

1.2.1 工作日高峰時段客流特征

2號線工作日早晚高峰時段的上下行斷面客流量空間分布如圖1所示。

a) 早高峰

b) 晚高峰

由圖1可得，2號線工作日高峰時段客流特征為：

(1) 工作日早高峰時段，上下行客流量高峰斷面具有明顯的偏心分布特征。在早高峰時段，上行方向由北客站站至北大街站的斷面客流量較大；北大街站之后，斷面客流逐步減少。下行方向，小寨站至體育場站區段斷面客流量最大，小寨站后，斷面客流量逐步減少。

(2) 工作日晚高峰時段上下行客流量分布基本對稱，呈正態分布特征。安遠門站至鐘樓站區段客流量最大，且上行方向北段客流量大于南段客流量。相反的下行方向南段客流量大于北段客流量。

(3) 早晚高峰時段上下行客流量分布不均衡，早高峰時段上下行客流不均衡程度尤為突出。早高峰時段上行斷面客流量遠大于下行斷面客流量，不均衡系數約為1.27；晚高峰時段上行斷面客流大于下行斷面客流，不均衡系數約為1.24。

1.2.2 工作日客流量全日分時分布

2號線上下行斷面客流量分布不均衡，其斷面客流時間分布特征分析以上行為主。相應客流特征為：

(1) 2號線尚處于客流培育期，工作日早晚高峰時段客流分布差異較大。早高峰時段的斷面客流量,周一的高于其他工作日的;晚高峰時段的斷面客流量,周五的高于其他工作日的。

(2) 工作日早晚高峰特點明顯，早高峰時段的斷面客流量大于晚高峰的斷面客流量。

(3) 2號線工作日客流量最大斷面出現在周一早高峰時段的安遠門站—北大街站上行區間，最大斷面客流量達到2.16萬人次/h，超過2號線的運能水平。

1.2.3 客流特征問題分析

從客流特征上分析，2號線存在以下問題。

(1) 早晚高峰時段斷面客流量差異大。主要表現在：早晚高峰的斷面客流量明顯不同，早高峰斷面客流量遠超過晚高峰斷面客流量。

(2) 上行、下行客流量極不均衡。特別是早晚高峰時段的上、下行方向客流量不均衡程度更為突出。早高峰上行最大斷面客流量遠大于下行最大斷面客流量，最大方向不均衡系數高達1.27。

(3) 周一早高峰時段的2號線運能最為緊張，其乘客滿意度及舒適度較低。根據客流分析，目前2號線周一早高峰上行方向運能不能滿足客流需求，其滿載率超過121%，擁擠程度極高。受車底數量的限制，目前無法通過增加車底運用數量來縮短行車間隔。

(4) 高峰時段北大街站換乘壓力較大，其客流控制措施已逐漸常態化。當有列車同時到站時，北大街站換乘客流會在短時間內集中，其換乘通道已接近飽和，客流壓力很大。

根據統計，某日北大街站全天瞬時最大客流量出現在晚高峰時段的18:15—18:20。在這5 min里，北大街站瞬時客流量接近2 000人次。客流按不同進出站口及換乘方向形成了16個流向，隨著乘客對不同的通道和出入口的選擇，共形成52條流線。北大街站2號線站臺樓梯要承擔1 700人次的客流，并面對10種以上的流向，致使樓梯通道能力緊張，存在安全性隱患。乘客步速不同，上下樓方向各異，也極易形成客流對沖及摩擦。

2 行車組織優化措施

為緩解2號線運能緊張問題，在增購列車未交付使用前，應根據客流分布的時間和空間規律，優化運輸組織方式。主要采用行車組織方法，梯度遞進，將有限運能集中投放到重點時段和區段；同時，輔以優化客運組織手段，減緩大客流壓力。

2.1 調整北大街站列車到站時間

根據列車運行時刻表，在18：15—18：20期間，有3列列車同時到達北大街站，從而導致換乘客流驟增。現采用調整時刻表手段，使得高峰時段到達北大街站的列車錯開8 s以上，有效減小了瞬時換乘客流量。

2.2 加開備用車

由2號線的15 min斷面客流分析可知，早晚高峰時段極大客流持續時間一般不超過45 min，且均處于安遠門站至北大街站區段。在突發大客流或臨時可預見大客流情況下，可采取直接加開備用車來緩解客流壓力[1]。備用車可存放于市圖書館站存車線，在出現緊急情況時，直接加開至大客流車站(如北大街車站)。

2.3 不均衡運輸組織，提升單向運力

目前2號線高峰時段部分區間運力不足，且上下行斷面客流極不均衡。故早高峰可采用上下行不均衡運輸組織方法。在高峰時段，單方向加車，提升某一方向運力，減緩高峰峰值時刻客流壓力。在安遠門站至北大街站區段，原來早高峰時段上線20列列車，運能約為1.60萬人次/h。現采用不均衡運輸組織方法，在上行方向增開1列列車，小時運能提升至1.78萬人次/h。可見，在運用車數不變的情況下，上行方向高峰峰值時刻(7:26—7:57)的運力提升了11%。

2.4 高峰時段開行大小交路，提升高密度區段運力

目前2號線配車22列，以單一交路運行。列車全部上線時的最大運能約為1.86萬人次/h(嚴重超載時約為2.4萬人次/h)。當客流持續增長或特殊節假日時，2號線的運能矛盾將會凸顯。

當連續區段出現運力不足時，可采用大小交路來提高高客流區段的運力[4]。根據客流分析，2號線斷面客流量具有中間大、兩端小的特點，為減少運用車數，提高滿載率和運營效益，在線路配線及信號設備功能滿足的前提下，在高峰時段可按大小交路運行。

小交路的選擇主要以高峰時段單向斷面客流量為依據。考慮旅客換乘方便及節約列車，建議小交路為北客站站—會展中心站，大交路為北客站站—韋曲南站。在22列列車全部上線的前提下，大小交路開行比例按照1∶1開行。具體大小交路開行方案如表1所示。

開行大小交路的優點是：① 共線段運能較單一交路提升0.17萬人次/h；② 1∶1開行比例的非共線段行車間隔優于其它開行比例，使乘客容易接受。缺點是：① 非共線段服務水平低，滿載率偏高，社會關注度較大；② 行車組織及客運組織均較單一交路復雜。

表1 2號線大小交路開行方案

3 結語

斷面客流分布特征及最大斷面客流量是地鐵設計選型及行車組織的重要制約指標。在 “以車定運”的情況下，關鍵在于掌握客流分布的時間和空間規律，進一步挖潛增效，將有限運能集中投放到重點時段和區段，提升運營效率。目前西安地鐵十字形線網結構及城市功能空間布局，決定了當前客流分布呈現以北大街站為中心的正態分布形態，易于進行行車組織。隨著后續線路開通，換乘站的增加及臨潼線等郊區線路的引入，會出現多峰客流及單向客流等客流形態，需要制定更高效復雜的行車組織方案。