新時(shí)代以運(yùn)營需求為導(dǎo)向的行車組織設(shè)計(jì)方法
——以廣州地鐵為例

鄧澄遠(yuǎn)、曹巍

（1.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東廣州510010；2.廣州鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東廣州510010）

0 引言

城市軌道交通工程系統(tǒng)復(fù)雜、投資巨大，前期設(shè)計(jì)一旦落地實(shí)施，運(yùn)營階段基本難以更改，因此科學(xué)合理的設(shè)計(jì)是支撐城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化高效運(yùn)營的基礎(chǔ)，“先天性不足”往往會(huì)成為制約網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營效率的關(guān)鍵因素。在《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》等文件指導(dǎo)下，行車組織設(shè)計(jì)在總結(jié)既有運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)、滿足運(yùn)營需求時(shí)，更應(yīng)重視政策要求。

1 新時(shí)代背景下的新需求

1.1 政策解讀

1.1.1 交通強(qiáng)國戰(zhàn)略為我國交通發(fā)展指明方向

2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，指出構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化綜合交通體系，構(gòu)建“全國123 出行交通圈”，提出“都市圈1 小時(shí)通勤、城市群2 小時(shí)通達(dá)、全國主要城市3 小時(shí)覆蓋”的時(shí)空目標(biāo)。

1.1.2 粵港澳大灣區(qū)引領(lǐng)區(qū)域協(xié)同發(fā)展

2019年2月，《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》正式發(fā)布。《綱要》指出，要構(gòu)建現(xiàn)代化的綜合交通運(yùn)輸體系，暢通對外綜合運(yùn)輸通道，構(gòu)筑大灣區(qū)快速交通網(wǎng)絡(luò)。以連通內(nèi)地與港澳以及珠江口東西兩岸為重點(diǎn)，構(gòu)建以高速鐵路、城際鐵路和高等級公路為主體的城際快速交通網(wǎng)絡(luò)，力爭實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)主要城市間1 小時(shí)通達(dá)。

1.1.3 《新時(shí)代城市軌道交通創(chuàng)新與發(fā)展》對先進(jìn)地鐵的先行探索

2019年5月，廣州地鐵發(fā)布了《新時(shí)代城市軌道交通創(chuàng)新與發(fā)展》。新時(shí)代廣州軌道交通旨在打造“服務(wù)型、引領(lǐng)型、融合型、持續(xù)型”融合發(fā)展的先進(jìn)軌道交通，核心特征體現(xiàn)在“安全、可靠、便捷、精準(zhǔn)、融合、協(xié)同、綠色、持續(xù)”8 個(gè)方面，其中行車組織設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)力投放和協(xié)同多式運(yùn)營[1]。

1.1.4 《廣州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃修編》提出了多維度規(guī)劃目標(biāo)

基于創(chuàng)新、綠色、開放、協(xié)調(diào)、共享的發(fā)展理念，廣州打造了多層次軌道交通系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)軌道交通主體地位，建設(shè)軌道城市，支撐廣州活力全球城市。線網(wǎng)規(guī)劃提出“30 60”時(shí)空目標(biāo)。

1.1.5 軌道交通協(xié)同運(yùn)輸及互聯(lián)互通研究

2019年，廣州地鐵集團(tuán)承接城際鐵路運(yùn)營，并針對廣州市軌道交通協(xié)同運(yùn)輸及互聯(lián)互通進(jìn)行了專題研究，形成“安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)”的一體化綜合交通運(yùn)輸體系，建立以服務(wù)大灣區(qū)協(xié)同發(fā)展為導(dǎo)向，以人民群眾滿意為標(biāo)準(zhǔn)的軌道交通體系，積極推進(jìn)“地鐵+城際”一體化運(yùn)營發(fā)展[2]。

1.2 新時(shí)代背景對行車組織設(shè)計(jì)提出的新要求

新時(shí)代軌道交通對行車組織在時(shí)空目標(biāo)、運(yùn)能配置、行車方式、互聯(lián)互通等方面提出了如下新要求：實(shí)現(xiàn)“30 60”時(shí)空目標(biāo)（廣州主城區(qū)至副中心、外圍城區(qū)30 分鐘互達(dá)，廣州及鄰穗城市中心60 分鐘互達(dá)）；采用多種運(yùn)營模式，滿足客流需求，實(shí)現(xiàn)線路功能定位；交路靈活，精準(zhǔn)投放運(yùn)力，提高運(yùn)營效率；考慮線路間互聯(lián)互通，提高線網(wǎng)通達(dá)性，提高乘客出行便捷性。

2 現(xiàn)狀運(yùn)營對行車組織設(shè)計(jì)的反饋

2.1 客流時(shí)間分布特征

一年中，受春節(jié)和暑假影響，通常1、2月客流最低，7、8月較大（見圖1）；一周內(nèi)，周五通勤客流與娛樂出行客流疊加，客流最大；周日時(shí)，更多市民選擇居家休息，客流較低（見圖2）；一天內(nèi)，呈現(xiàn)“雙峰平谷長尾”基本形態(tài)，早高峰在7～9 點(diǎn)，晚高峰在17～19點(diǎn)（見圖3）。

圖1 月客流變化特征

圖2 周客流變化特征

圖3 日客流分布特征

2.2 客流空間分布特征

在擁擠狀態(tài)下，車門處和座位站立區(qū)的站席密度是不均衡的。座位站立區(qū)的乘客均希望保持在身體舒適空間之內(nèi)，即5 人；而車門處乘客被擠壓，平均達(dá)到7 人以上。乘客受擠壓程度從上車車門處向車廂內(nèi)逐漸降低。以5 個(gè)車門的A 型車為例進(jìn)行計(jì)算（6 人標(biāo)準(zhǔn)的定員310 人，座位48 個(gè)，站立面積43.7m2，其中車門處約30m2），雖然設(shè)計(jì)的平均站席密度為6 人，但由于車廂內(nèi)乘客分布不均衡，座位區(qū)控制在5 人，而車門處達(dá)到7 人以上，實(shí)際車廂載客人數(shù)在320 人以上，見表1。

2.3 預(yù)測客流與實(shí)際客流對比

考慮疫情影響，對比廣州線網(wǎng)各線2019年實(shí)際客流與相近預(yù)測年預(yù)測客流，各線的預(yù)測客流均存在不同程度的誤差，客運(yùn)量的平均預(yù)測誤差達(dá)40%，高峰小時(shí)斷面的平均預(yù)測誤差達(dá)26%。

2.4 已運(yùn)營線路交路靈活性

五號線一期（滘口-文沖）單一交路運(yùn)營，滘口站為站前交叉渡線折返，折返壓力較大。中山八、區(qū)莊等設(shè)置存車線車站均不具有小交路折返或單向加車的折返功能，這導(dǎo)致運(yùn)營部門在靈活調(diào)整運(yùn)營方案上方法不多，見圖4。

圖4 五號線配線設(shè)置圖

3 以運(yùn)營需求為導(dǎo)向的行車組織設(shè)計(jì)

結(jié)合上位政策新需求及現(xiàn)狀運(yùn)營的反饋，對行車組織設(shè)計(jì)的要求主要體現(xiàn)在系統(tǒng)選型及運(yùn)營組織兩方面（見圖5），總結(jié)出行車組織設(shè)計(jì)原則如下。

圖5 上位要求及運(yùn)營反饋與行車組織設(shè)計(jì)關(guān)系圖

3.1 系統(tǒng)選型

3.1.1 多角度比選最高運(yùn)營速度

最高運(yùn)行速度應(yīng)以線路功能定位為基礎(chǔ)，以滿足乘客出行時(shí)間目標(biāo)為需求，結(jié)合項(xiàng)目工程條件及系統(tǒng)裝備水平，選擇時(shí)間可達(dá)、工程適應(yīng)、造價(jià)合理的速度標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 互聯(lián)互通線路應(yīng)采用相同或可兼容系統(tǒng)制式

互聯(lián)互通線路在車輛制式、信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等方面，均應(yīng)采用相同或可兼容系統(tǒng)制式，以便于運(yùn)營組織設(shè)計(jì)。

3.1.3 充分考慮客流波動(dòng)性和客流預(yù)測的不確定性

客流預(yù)測是行車設(shè)計(jì)的輸入條件，但客流客觀存在波動(dòng)性，且客流預(yù)測受城市發(fā)展、線網(wǎng)發(fā)展、票價(jià)、線路建設(shè)時(shí)序等因素影響下，存在不確定性，故系統(tǒng)選型在滿足預(yù)測客流的基礎(chǔ)上，應(yīng)至少預(yù)留10%的運(yùn)能余量，使線路具有一定運(yùn)能包容性及運(yùn)營靈活性。

3.1.4 針對不同功能線路選取站立標(biāo)準(zhǔn)

考慮車廂內(nèi)乘客分布不均勻性，市區(qū)線宜按照標(biāo)準(zhǔn)為5 人/m2的站席，在假日突發(fā)客流時(shí)按照6 人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)控制。市域線站席宜采用橫排座位，可采用4～5 人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)。延伸線可參照原有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。另外，對于連接多個(gè)交通樞紐，攜帶行李乘客比例較高的線路，需適當(dāng)降低站立密度，提高服務(wù)水平[3]。

3.2 運(yùn)營組織

運(yùn)營組織方案以滿足客流運(yùn)輸需求為基礎(chǔ)，針對線路不同的客流特征，可以采用單一交路、高峰大小交路、全天大小交路、高峰單向加車、主支線運(yùn)營及快慢車運(yùn)營等多種運(yùn)營模式。根據(jù)線路客流特征，并考慮運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性與管理方便性，精準(zhǔn)投放運(yùn)能，選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)營模式。另外在配線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將停車線方向盡量朝向客流大斷面方向，為小交路運(yùn)營、單向加車等靈活的運(yùn)營模式預(yù)留條件。各種運(yùn)營模式及其適用線路特征見表3[4]。

表3 運(yùn)營模式適應(yīng)性特征表

4 結(jié)語

行車組織設(shè)計(jì)應(yīng)緊跟新時(shí)代，體現(xiàn)上位政策要求，并結(jié)合運(yùn)營實(shí)際，使運(yùn)營方案與工程建設(shè)保持高度適應(yīng)性、一致性，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通建設(shè)為線網(wǎng)運(yùn)營服務(wù)的目的。行車組織設(shè)計(jì)在滿足時(shí)空目標(biāo)、多式運(yùn)營、運(yùn)營效率、互聯(lián)互通等要求時(shí)，也應(yīng)充分考慮客流波動(dòng)性、客流分布不均衡性及預(yù)測客流不確定性等，在系統(tǒng)選型、運(yùn)營組織上做到包容設(shè)計(jì)、靈活設(shè)計(jì)、超前設(shè)計(jì)。