互聯互通跨線運營特點及調整方法分析

王貝貝 趙子玉

（1.重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120；2.山東高速信息集團有限公司，山東 濟南 250100）

互聯互通跨線運營模式下，減少了乘客的換乘時間和候車時間，可以有效節約時間成本，提高乘客的服務質量水平。互聯互通跨線運營模式下，有效減少了換乘客流量，不僅有效緩解高峰時段的站臺客流壓力，同時也提高了資源利用效率和城市軌道交通的運營效率。因此，探討城市軌道交通互聯互通運營模式下列車運行的調整方法，可以實現傳統運營模式與互聯互通運營模式的有效銜接，對于城市開展互聯互通運營模式具有重要意義。

1 現有研究成果分析

江志彬等[1]從物理層面和服務層面深入分析了城市軌道交通互聯互通跨線運營模式的基本特征及國內外的研究理論基礎和研發經驗，并提出了設施設備、運營服務等方面的要求。樂梅等[2]分析了CBTC跨線運營信號系統互通的技術要求，總結研究了跨線運營管理方法，探討了重慶互聯互通跨線運營的經驗，對于城市互聯互通跨線運營具有重要的借鑒意義。Li等[3]在分析換乘客流分布的基礎上，優化了地鐵列車跨線運行方案的設計，包括確定跨線運行的路線類型和運行的列車數量等。Shuai等[4]研究了地鐵網絡跨線運營模式下的列車時刻表優化問題，其中考慮了隨時間變化的乘客需求，并制定了混合整數線性優化（MILP）模型，旨在最大限度地減少乘客旅行時間和列車運營成本。由此可以看出，城市軌道交通互聯互通跨線運營方面已取得一定的研究成果，但針對列車運行調整方案的相關研究較為缺乏。為了彌補當前研究的不足，本文針對互聯互通運營模式下列車運行調整方法進行分析，旨在提高互聯互通的運營效率。

為實現城市軌道交通互聯互通跨線運營，應當在信號設備、線路條件及其車輛設施實現互相兼容，一條線路的運營車輛，通過線路轉換區段，實現在另一條線路上運行的模式，該種模式減少了乘客的換乘時間，提高了乘客的出行效率。城市軌道交通互聯互通跨線運營的先決條件如圖1所示。

圖1 互聯互通跨線運營先決條件

2 互聯互通運營的基本特征

2.1 列車跨線運行分析

互聯互通跨線運營的優勢在于乘客在無須換乘的情況下，由一條線路轉乘另一條線路，該種運營模式打破了傳統的獨立運營的模式，使城市軌道交通網絡運營更靈活，也能夠吸引更多客流量，在緩解高峰時段站臺客流壓力、縮短乘客的候車時間等方面具有明顯優勢。在互聯互通跨線運營的過程中，由于線路條件的不同，運行交路、跨入方式具有一定的差異性。

（1）跨線運營交路。

本文以兩條線路的互聯互通跨線運營為例，探討跨線運營交路的方式。第一種為一條線路的終點與另一條線路的起點相連接，類似“一”字形，該種運營線路與單一線路運營較為相似，但其運營里程、便捷性有較大提升。第二種為一條線路的終點站與另一條線路的中間站相銜接，形成“Y”形或“T”形，其特點為互聯互通線路覆蓋兩條線路中的大客流區域，使互聯互通線路的發車間隔縮小，提升了互聯互通線路的運輸能力。除此之外，該種模式的運營交路建設也相對復雜，需要更多的設備設施進行連接[5]。第三種為一條線路的中間站與另一條線路中間站進行對接，形成“X”形或“Y”形，該種運營模式更復雜，不僅增加了兩條線路的協調難度，同時對線路的建設也提出了更高的要求。不同類型的互聯互通跨線運營模式如圖2～圖4所示。

圖2 “一”字形互聯互通跨線運營模式

圖3 “Y”或“T”字形互聯互通跨線運營模式

圖4 “X”或“Y”字形互聯互通跨線運營模式

（2）進入方式。

在互聯互通跨線運營過程中，一條線路的列車離開本條線路進入另一條線路運營，有兩種選擇方式，一種為取代式，另一種為插入式。A線路的運行車輛進入B線路運行時，取代原來在B線路運行的列車，該種方式即為取代式，優勢在于B線路的列車運行數量未發生改變，且運行圖也無須進行過大改動，但由于原本在A線路運行的列車已運行至B線路，導致A線路缺失一列車，造成A線路運能下降。因此，取代式比較適用于客流量不大或發車間隔較小的線路。

插入式的進入方式是在兩輛列車之間插入一列互聯互通跨線運行的車輛，相當于增加了運營列車數量，能夠滿足較大客流的需求。但在本線運行的兩列車之間插入一列車，需要本線兩列車的發車間隔足夠大，能夠滿足插入一列車的間隔要求[6]。插入式的進入方式能夠較好地區分跨線運營列車和傳統本線運行列車，且對于原運行圖的影響較小。但增加運行列車數量也就增加了組織難度，且會造成發車間隔的分布不均衡。

2.2 客流特點分析

城市軌道交通建設和發展是為了提高乘客出行便捷性，在合理規劃開行線路、降低資源能耗的同時，應盡可能滿足多數乘客的出行需求。

（1）客流的空間分布差異。

從空間角度進行分析，不同線路、斷面以及車站的客流量不同。不同運營線路的客流量會有較大差異，途經城市中心區域、交通樞紐站、商圈等線路的客流量會相對較大，郊區線路由于沿線人口分布較少，客流量也相對較小，如重慶軌道交通3號線途經機場、火車站、核心商圈等人口分布密集區域，所以客流量較大，日均客流量可達90萬人次，而重慶軌道交通4號線沿線人口分布較少，日均客流量不足10萬人次，同一城市的不同線路客流量差距較大。不同斷面的客流量也會有較大差異，同一線路經過不同區域，不同區域的出行需求不同，因此其斷面客流量也會不同。位于人口密集區域的車站客流量較大，偏遠地區的車站客流量較小。

（2）客流的時間分布差異。

城市軌道交通客流的時間差異性較為明顯。一天中早晚高峰的客流較大，平峰的客流量較少，主要是由于乘客在早晚高峰時段的出行較為集中，導致了早晚高峰時段車廂較為擁擠。一周中工作日的客流量和周末的客流量有較大差異，不僅客流量差異較大，客流分布也有很大差異，工作日期間通勤客流量較大，具有一定的時間規律，而周末休閑娛樂的出行需求增加[7]。不同月份的客流量也會有差異，例如在5月、10月等旅游較為旺盛的月份，旅游城市客流量會有較大幅度上升，春節前后的返鄉人員較多，使得大城市的人口減少，因而客流量也會有所減少。

在互聯互通跨線運營過程中，可以將客流量分為本線客流量和跨線客流量，本線客流量即乘客的起點和終點均在本線的服務范圍內，無須換乘便可到達目的地的乘客數量，跨線客流量則是乘客的起點和終點不在同一線路的客流量。在分析互聯互通跨線運營列車調整方案的過程中，重點分析跨線客流量的需求，只有跨線客流量較大時，采用互聯互通跨線運營的方式才更具有意義。

3 列車運行調整功能及方法分析

3.1 列車運行調整功能

目前城市軌道交通系統大多以CBTC模式運行，列車自動監控系統（ATS）對列車的運行狀態進行實時監控，行車調度員等通過列車自動監控系統實現對列車調整。例如在列車延誤時間較多時，可通過列車自動監控系統調整列車的站停時間或調整列車的運行交路，糾正因列車延誤而導致的偏離運行計劃時刻表。如果列車運行較快或距離前車較近，行車調度員可以通過列車自動監控系統實現扣車，以此增加列車的站停時間。

互聯互通跨線運行列車調整過程如圖5所示。

圖5 互聯互通跨線運行列車調整過程

3.2 列車運行調整目標及方法分析

在實現城市軌道交通互聯互通跨線運營過程中，不僅要滿足大多數乘客的出行需求，同時也要降低運營成本，節約社會資源。避免列車總延誤時間過長，保障列車按照運行時刻表運行，注意控制列車速度，按照時刻表進行開關門作業，尤其是在列車越過渡線的過程中，需要提前做好列車跨線運行準備；避免列車行車間隔分布嚴重失衡，通過合理有效行車組織，使列車在跨線運行過程中平穩過渡；合理設置跨線運營線路，只有在跨線客流量較大、換乘的乘客較多時，才能充分發揮互聯互通跨線運營的優勢[8]；縮短乘客出行時間，尤其是乘客的候車時間，避免列車發車間隔較大，通過互聯互通跨線運營的方式縮短乘客換乘時間，提高了乘客的出行質量。

在互聯互通跨線運營過程中難免遇到偏離運行時刻表的情況，此時需要行車調度員利用列車自動監控系統進行相應調整，以減小列車運行與時刻表的差距。首先，調整站停時間。如果列車延誤時間過多，可以通過縮短站停時間的方式減少列車延誤；如果列車運行過快導致早點或距離前車較近，可以通過延長站停時間或扣車的方式，縮短與列車運行時刻表之間的差距。其次，通過跳停的方式使列車通過某車站時不停站通過。例如在客流量較大的時間段，選擇在某些客流量較大的車站不停靠，以此減少人員流動。再次，變更運行交路。在運行區段發生中斷的情況下，可以通過改變運行交路的方式繼續維持城市軌道交通的正常運營。最后，備車加開。在因列車故障無法繼續運行時，清客完畢后可使列車退出運行，為了避免對正線運行造成不良影響，需要加開備車。通過以上調整方式，可以有效解決列車運行過程中的諸多問題。

4 結語

本文從跨線運營交路、進入方式兩方面分析了互聯互通跨線運營的基本要素，探討城市軌道交通的時空分布差異性，為城市軌道交通開展互聯互通跨線運營組織奠定基礎。分析列車運行調整目標及方法，為城市軌道交通的互聯互通跨線運營組織提供了支撐和依據。