哈爾濱地鐵1#線客流特征與開行方案分析

劉炳強(qiáng)

(哈爾濱地鐵集團(tuán)運(yùn)營(yíng)分公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

哈爾濱地鐵1#線運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)為25.755 km，兩端終點(diǎn)站為新疆大街站、哈東站站，共設(shè)有23座地下車站。本線是哈爾濱城市公共交通的主干線，貫通了城市中心區(qū)域和兩個(gè)鐵路客運(yùn)站，沿途分布著大量商業(yè)中心和居住區(qū)，土地開發(fā)量大，工作、生活客流量很大，是哈爾濱市的主要客流通道。

1 哈地鐵1#線客流概況

哈地鐵1#線在2013年投入載客服務(wù)后日均客運(yùn)量逐年上升(見表1)。

表1 2013～2019年哈地鐵日均客運(yùn)量及客運(yùn)強(qiáng)度

2015年，博物館站投入使用，日均客運(yùn)量增加了3.22萬人次，同比增長(zhǎng)21.8%。2018年年末，哈地鐵一號(hào)線3期開通，日均客運(yùn)量增加3.11萬人次，漲幅為15.2%。商業(yè)區(qū)車站及延長(zhǎng)線的開通對(duì)客流量增長(zhǎng)有較大影響。客流強(qiáng)度在2013～2018年呈上升趨勢(shì)，但在1號(hào)線3期開通后，由于延長(zhǎng)線的線路較長(zhǎng)，稀釋了全線的客流強(qiáng)度，客流強(qiáng)度有一定程度的降低，開通后三期客流不高。

2 1#線客流分布特征

軌道交通的客流特征可以反映城市居民的生活及出行方式，它具有一定規(guī)律性，地鐵沿線土地利用狀況的不同也是導(dǎo)致客流不均衡的原因之一。因此，探究哈地鐵1#線的客流特點(diǎn)對(duì)行車組織模式的選擇有重要意義。

2.1 客流時(shí)間分布特征分析(分時(shí)客流不均衡系數(shù))

圖2 工作日下行各時(shí)段最大斷面客流

分時(shí)客流不均衡系數(shù)計(jì)算公式如下

(1)

式中：α1為單向分時(shí)客流不均衡系數(shù)；Pmax為上/下行高峰時(shí)段最大斷面客流量，人；Pt為單向分時(shí)最大斷面客流量，人；H為全日營(yíng)業(yè)小時(shí)數(shù)，個(gè)。

分時(shí)客流不均衡系數(shù)值α1趨近于1，說明分時(shí)客流分布較為均衡，α1越大，分時(shí)客流分布越不均衡。α1≥2時(shí)，分時(shí)客流的不均衡程度比較大。一般情況下，出于對(duì)節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本的考慮，在客流不均衡程度相對(duì)嚴(yán)重的情況下，可擬用小編組、高密度行車組織方案。

通過對(duì)哈地鐵1#線1月工作日日均客流經(jīng)計(jì)算可知，哈地鐵工作日單向(上行)分時(shí)客流不均衡系數(shù)為2.45；單向(下行)分時(shí)客流不均衡系數(shù)為1.97。通過以上數(shù)據(jù)可以看出，工作日分時(shí)客流的不均衡程度比較嚴(yán)重。在列車編組數(shù)量既定的情況下，目前通過增加高峰時(shí)間段的行車密度來滿足乘客服務(wù)水平。

2.2 客流空間分布特征分析

(1)上下行方向客流特征分布

圖3 1#線工作日早高峰斷面客流

圖4 1#線工作日晚高峰斷面客流

圖5 1#線雙休日平峰期斷面客流

地鐵線路上下行方向客流不均衡系數(shù)求取公式如下

(2)

通常情況下，地鐵線路上下行方向客流不均衡系數(shù)值應(yīng)大于1。當(dāng)α2趨近于1時(shí)，表明上下行方向客流相對(duì)均衡。當(dāng)α2大于等于1.5時(shí)，表明地鐵線路上下行方向客流的不均衡程度較為明顯。

工作日早、晚高峰上下行方向客流不均衡系數(shù)分別為1.22、1.19，節(jié)假日客流不均衡系數(shù)為1.01。較大的斷面客流主要集中于醫(yī)大二院站至醫(yī)大一院站上下行區(qū)間。工作日早、晚高峰均有客流不均衡的情況，可能會(huì)引起斷面客流較小區(qū)域因滿載率過低而引起的運(yùn)能閑置。

2.3 線路斷面客流分布特征

(3)

式中：α3為單向斷面客流不均衡系數(shù)；P為單向斷面客流量，人；K為單向線路斷面數(shù)個(gè)。

α3趨近于1表明斷面客流比較均衡，當(dāng)α3大于等于1.5時(shí)，表明地鐵線路斷面客流不均衡程度較為明顯。

工作日早高峰上、下行斷面客流不均衡系數(shù)分別為2.18、1.64，晚高峰上、下行斷面客流不均衡系數(shù)分別為1.46、2.08。節(jié)假日上、下行斷面客流不均衡系數(shù)分別為1.71、1.61。從以上數(shù)據(jù)可以看出，早高峰上行斷面客流及晚高峰下行客流較大，客流不均衡情況較為突出。為改善這種客流不均衡的情況，可考慮采取特殊交路列車運(yùn)營(yíng)方案。

2.4 OD客流分析

通過客流統(tǒng)計(jì)表可以看出在一號(hào)線三期車站(新疆大街站至同江路站)進(jìn)站，且目的地為一、二期的乘客與目的地為三期的乘客比例分別為19∶1、13∶1、7∶1、3∶1、6∶1，由此可見，三期客流方向主要為哈東至哈南各站，而新疆大街作為三期終點(diǎn)站，乘客占比最大。通過一、二期至新疆大街人數(shù)占三期總?cè)藬?shù)比重可以得出，各站均有五成以上的乘客去往三期的目的地為新疆大街站，占比最少的為理工大學(xué)站，比重為57%，占比最大的為博物館站，所占比重高達(dá)81%。

表2 哈地鐵2020年1月日均站間OD客流統(tǒng)計(jì)

2.5 哈地鐵客流乘降量分析

乘降量是指單位時(shí)間內(nèi)城市軌道交通單個(gè)車站上下車的乘客總量，是該車站相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)與建設(shè)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過對(duì)乘降量特征的分析，可以對(duì)線路適合哪種行車組織方案進(jìn)行初步判斷。車站乘降量不均衡系數(shù)是指各站總乘降量與全線平均乘降量比，它能體現(xiàn)客流分布情況及車站的重要程度，其計(jì)算公式如(4)所示。

(4)

式中：Qi為車站i的總乘降量；N為車站數(shù)量。

圖6 早高峰各站乘降量分布

圖7 平峰期各站乘降量分布

圖8 晚高峰各站乘降量分布

圖9 低峰期各站乘降量分布

通過對(duì)各時(shí)段乘降量及各站乘降量不均衡系數(shù)的分析可知，新疆大街站、哈南站、學(xué)府路站、博物館站、太平橋站、哈東站乘降量較大，其中博物館站乘降量最大，遠(yuǎn)高于其它各站。而渤海路至同江路各站，乘降量遠(yuǎn)低于一號(hào)線其它各站。

以晚高峰為例，乘降量大的車站為博物館站，總乘降量為7 062人次，其不均衡系數(shù)為3.12，遠(yuǎn)高于平均值。渤海路站、鏡泊路站、瓦盆窯站以及同江路站不均衡系數(shù)較低，均為一號(hào)線三期車站，不均衡系數(shù)分別為0.35、0.37、0.13以及0.21，瓦盆窯站最低，不到平均值的1/7。

3 運(yùn)營(yíng)方案制定

3.1 大小交路組織運(yùn)營(yíng)

大小交路即混合交路，是指行車組織模式下列車共用部分軌道區(qū)段，大交路列車經(jīng)終點(diǎn)站折返，小交路列車經(jīng)指定中間站折返。與單一交路相比，混合交路可提升列車滿載率、加快小交路列車周轉(zhuǎn)，使客流與運(yùn)能相匹配。除此之外，該方案能夠減少線路列車及相關(guān)人員配屬數(shù)，降低運(yùn)營(yíng)能耗，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

通過客流分析可知，一號(hào)線客流主要集中于哈東至哈南各站，三期車站僅有新疆大街站客流較大，且客流流向主要為一、二期車站。而哈南站設(shè)置有站前交叉渡線，具備折返能力。因此可采用哈東站至哈南站小交路折返，哈東站至新疆大街站大交路折返的混合交路運(yùn)營(yíng)模式。

圖10 大小交路線路圖

3.2 快慢車組合運(yùn)營(yíng)模式

快慢車組合運(yùn)營(yíng)是通過越站或?qū)＞€運(yùn)行來滿足乘客出行需要的一種行車方式。受到線路無越行線的限制，哈地鐵1#線只能采取無越站型快慢車組合運(yùn)營(yíng)方式，此方式為快慢車共用一條軌道線路，由快車追及慢車且無法越行的模式。在保證快慢車安全行車距離的情行下，滿足遠(yuǎn)距離乘客的出行需求，但對(duì)線路通過能力有一定的影響。

快慢車運(yùn)營(yíng)會(huì)導(dǎo)致線路通過能力下降，為避免乘客候車時(shí)間過長(zhǎng)，需制定合適的快慢車開行比例，其中開行比例為1∶1或1∶2較為合適，這種開行方案運(yùn)能充足，既能匹配當(dāng)前線路最大斷面客流，又能滿足不同旅客的出行需要。

由客流特性可以看出新疆大街作為一端終點(diǎn)站，客流量較大，而沿途三期車站乘降量較低，因此，可選取渤海路站、瓦盆窯站、鏡泊路站、同江路站為慢車站，快車可在以上車站越站運(yùn)行。

3.3 運(yùn)營(yíng)模式評(píng)價(jià)分析

將混合交路模式、快慢車結(jié)合組織方式與哈地鐵1#線當(dāng)前站站停的運(yùn)營(yíng)形式相對(duì)比，見表3。

表3 各種運(yùn)營(yíng)模式對(duì)比

由表3可知，三種行車組織方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)， 如果將多種行車方式相結(jié)合， 比如將快慢車的開行穿插在大小交路的行車組織中，可以解決很多單一組織方式無法解決的問題，并能夠較好的達(dá)到乘客具體需求和匹配客流實(shí)際特性的目標(biāo)。

4 結(jié) 語

本研究通過對(duì)哈地鐵1#線客流特征進(jìn)行分析，探討了小大交路、無越行行為的快慢車運(yùn)行的可能性、與適用性。通過比較分析，提出將兩種方案結(jié)合應(yīng)用的運(yùn)營(yíng)模式。意在解決當(dāng)前1#線客流分布不均衡的問題，進(jìn)一步提高運(yùn)輸組織效率，為哈地鐵運(yùn)營(yíng)組織方案的制定提供參考。