復雜路網條件下軌道交通列車性質表示方法研究

徐正夫，劉子晗，張同宇，劉博遠

（1. 慧伊創新科技（北京）有限公司，北京 100084；2. 河北大學網絡空間安全與計算機學院，河北保定 071000；3. 北方工業大學經濟管理學院，北京 100144；4. 北京聯合大學城市軌道交通與物流學院，北京 100101；5. 北京市軌道交通運營管理有限公司，北京 100068）

1 背景

隨著我國大中城市軌道交通線網不斷完善，里程不斷增加，列車開行方式也日趨多樣。對于城市軌道交通線路，因沿線客流具有周期性和分布不平衡等特征，通常需開行不同種類的小交路列車以滿足客流快速疏散和節能降耗需求[1]；郊區、市域線路開行大站?？靠焖倭熊囀强s短城鄉時空距離、提升郊區乘客體驗的有效方法[2]；部分條件允許的線路開行跨線直通列車，減少乘客總體出行時間，還有部分線路存在支線。“十四五”期間，北京市將完善軌道交通網絡功能，實現高質量網絡化運營，組織跨線運行與雙向不平衡運行，組織多交路套跑[3]。在《北京市“十四五”時期交通發展建設規劃》中[4]，城市軌道交通與市郊鐵路跨線運行，部分站點將會開行前往3個甚至更多方向的列車，加之同線路小交路和快慢車，不同種類的列車可能多達十余種。目前，重慶市軌道交通在4號線、環線、5號線開行直快列車，其他線路也有開行跨線列車的規劃[5]，粵港澳大灣區城際鐵路線路也將逐步調整為不對號入座和站臺候車的“公交化”運營模式，隨著路網完善，大灣區還將開行大量不同交路和速度等級的列車[6]，還有不少城市的軌道交通線路預留了跨線運行條件，今后線路之間跨線運行的場景將會逐步增加，這都對列車性質表示方式提出更高的要求。因此為便于乘客了解列車開行方式和性質，如何在乘客界面清晰準確展示列車性質尤為重要。

目前，國內相關研究主要集中于列車開行方式或以視覺傳達的角度開展的研究，對于復雜路網中不同列車性質表示方法的相關研究較少。隨著未來城市軌道交通與市郊鐵路、城際鐵路的深度融合甚至聯網運行，相鄰城市線網之間也可能貫通運行，將會出現更多列車開行方式，對列車性質表示進行深入研究并構建一套內容相對清晰且推廣成本較低的列車性質表示方式具有很強的現實意義。

2 國內外相關經驗及存在的不足

目前，國內跨線運行的城市軌道交通線路不多，重慶市軌道交通在4號線、環線和5號線開行的直快列車視作獨立的線路，其線路名稱、顏色等均獨立于其他線路，目前重慶市軌道交通線網中僅存在1種跨線運行模式，現狀表示方式可以起到很好的區分作用，但待規劃的其他跨線列車開行后，命名方式仍需要進一步完善。上海市軌道交通3號、4號線存在共線運營區段，部分時段也存在多種跨線交路，在乘客界面以線路、顏色、終點站的方式進行表示，如4號線出庫列車自上海體育館站發出，經4號線外環運行1周后進入3號線南段，終點站為3號線上海南站，此種列車全程使用4號線名稱和顏色，在寶山路站后列車后續站點與3號線完全相同，但仍使用4號線顏色，容易造成混淆。

現階段城市軌道交通系統中，包括線路示意圖等在內的靜態標識導向系統通常僅清晰展示線路和站點信息，而不同支線、交路一般以通過語音播報、電子顯示設備進行動態展示，多數城市僅提示列車終點站等有限信息，還有部分城市的語音播報僅站在運營者角度，內容過多的使用行業術語，對于對軌道交通和站點名稱不熟悉的乘客無法直接通過列車終點站判斷該列車終點站與所要到達的站點之間的關系，不能起到較好的區分作用，影響乘客出行體驗。

日本軌道交通發達，不同線路之間常開行跨線直通列車。新干線通常對不同等級、交路的列車進行命名[7]，該方法雖然能夠有效區分列車性質，但命名方式與線路本身及目的地關聯性不大，同時列車停站方式與名稱也不完全對應，并不便于記憶。而日本地鐵、通勤鐵路則根據列車等級和運行區間分為普通、快速、特急、直通、通勤快速、區間快速等種別，由于部分線路列車種別過多且名稱相近，對于不熟悉線路的乘客極易造成混淆。成網運行的德國柏林、法蘭克福、法國巴黎等軌道交通為每一種開行交路賦予相應線路名稱即路號，在車站顯著位置設立對應的站牌及運行線路圖供乘客查詢，車站廣播及車站顯示系統均以路號作為唯一列車性質表示內容。因公共電、汽車線路系統使用數字加字母命名的路號名稱歷史悠久，目前已廣泛使用并被乘客接納，將其引入軌道交通系統，可通過較低的推廣和學習成本進行普及，提升乘客乘車體驗，有效減少問訊量，降低運營單位乘務工作壓力，主要適用于復雜路網多次跨線或者跨線列車種類較多的場景。受顯示設備面積限制，部分較長站名無法顯示完全，使用站名作為方向指示可能需要滾動顯示，增加了獲取信息的時間成本，使用數字和字母更加簡短，可增大相同面積的顯示設備及張貼內容中有效內容字號，也無需額外的翻譯內容，便于乘客識別，同時還便于記憶和問訊指路，但對于路網復雜程度有限且各交路共線段較長的線路，反而會因為路號過多增加信息獲取難度，不便于乘客理解。

就軌道交通標識導向而言，現有研究大多集中在標識導向的圖案藝術設計、標識導向的布設問題、公共空間文化和視覺傳播方面。赫麗萍[8]以工業設計為基礎，基于對地鐵空間特征、地下空間環境以及乘客的心理、使用行為進行調查分析，為哈爾濱地鐵提出了更人性化、更合理化的導向標識設計；林倩[9]基于城市規劃設計、格式塔心理學、環境行為學、環境心理學、視覺傳達設計等多個方面研究地鐵站域導向標識的布設合理性；翟蕾蕾[10]等從文化觀念層面、文化技術層面和文化建構層面，對城市軌道交通文化建設進行分析，根據不同城市的文化特征，尋求適合城市地域特色的視覺傳播路徑和范式，不斷完善并逐漸建構起適用范圍更廣泛的、基于視覺傳播的城市軌道交通公共空間文化體系；戴克平[11]等結合北京市軌道交通導向標識系統的實施經驗，探討城市軌道交通導向標識系統的建設管理。上述研究主要以視覺傳達角度為重點，未與軌道交通實際運營狀態進行結合。

綜上，目前尚無關于復雜路網條件下軌道交通列車性質表示方法的系統性研究，既有的研究內容無法對未來復雜路網條件下的城市軌道交通運營和乘客體驗起到實質的幫助，亟待一種將軌道交通運營、乘客出行體驗和視覺傳達三方面進行深度結合的全新設計思路。

3 區段編碼法

根據我國城市軌道交通發展現狀，結合乘客的出行習慣，提出了一種全新方法即區段編碼法來對列車性質進行表示，能夠廣泛適用于國內各種實際運用場景。同時，根據列車性質表示方法，有針對性地設計相應標識導向系統，將文字、色彩與圖形相互結合[12]，提升標識導向系統內容可讀性。

3.1 方法概述

區段編碼法為可跨線運行或者具備多條支線的若干線路構成系統中每一個相互不重合的區段賦以獨立的區段編碼，在標識導向系統中弱化線路名稱而強化可達區域。其顯著優勢在于乘客僅需了解該列車是否途經所需到達站點所在的區域，而無需關注列車終點站或實際交路。尤其在骨干區段明顯，末端具有較多分支的場景，骨干區段往往有多種列車開行方式前往各個支線，雖然不同交路的列車可能途經不同區域，但不同交路之間存在大量重合區段，使用區段編碼法，乘客無需對列車實際交路進行區分，可有效降低學習難度。區段編碼的格式可根據實際場景進行設計，軌道交通線網中不存在或較少使用英文字母進行線路名稱命名的城市，區段以字母命名，存在不同英文字母的線網則可以數字加特定的符號命名，同時為便于乘客快速查找信息，在導向標志中同時加以顏色、底紋等對不同區段進行明確區分。

3.2 案例選擇

以北京市軌道交通19號線、大興機場線、市郊鐵路S2線、東北環線、懷密線構成的系統為例對本方法進行詳細說明。北京市軌道交通19號線、市郊鐵路S2線將考慮開行跨線列車[3]，根據相關規劃設計方案，大興機場線未來亦有可能與19號線開行跨線列車，同時S2線南口至黃土店及市郊鐵路東北環線未來具備貫通運行的條件，為了更清晰的展示本方案，將上述線路一并納入本系統中，該系統具備一定的復雜性，在國內軌道交通線網中具有代表性，因此選擇該系統作為實例。

首先將本系統中所有不重合的區段進行命名。新媒體基地至新宮、新發地至上清橋南、清河小營橋至龍澤西、生命科學園至沙河高教園、大興機場至大興新城、高米店南至北臧、觀音寺至海子角、清河站至皇后店共8個區段賦予區段代碼A～H，生命谷站至南口站賦予區段代碼S，市郊鐵路東北環線不同區段賦予區段代碼U～Z，同時假設S段存在少量快車。

另外，本文涉及的線路信息僅作示意，部分內容僅為設想中的內容，不保證準確性與時效性。

3.3 標識導向設計

根據乘客進站與換乘流程，使用區段編碼法的線路及車站使用分層級的方式，優化乘客進站至乘車全過程的導向標志，使乘客在到達站臺前即可提前獲取有效信息，依據層級由外到內、由高到低，搭配由繁至簡、由大到小的模塊化信息展示結構，可有效降低乘客乘車過程中信息檢索的難度，提高跨線運營列車的乘車體驗。

3.3.1 站廳層標識導向

在車站站廳層顯著位置張貼本系統線網示意圖，清晰展示本系統涉及的路網各區段中線路、車站信息以及本站所處的區段，乘客進站后在到達站臺層前，即可了解對本站所涉線路和可達區域和目的站所在區段，線網示意圖如圖1所示。

圖1 線網示意圖樣例

乘客根據目的站所在區段，選擇進入正確的站臺。在站廳層通往站臺層以及其他線路至本線路換乘通道內的提示信息中，提示當前通道所通往站臺經停列車的可達范圍，因“區段”屬于軌道交通相關術語，乘客較難理解，因此導向標志中均使用“區域”，導向標志如圖2所示。

圖2 導向標志樣例

3.3.2 站臺層標識導向

將站臺方向指示中主要指示內容由現行的列車開往方向調整為途經區段，在站臺顯著位置張貼本站所在區域及本站臺經停列車可達的范圍及所有站點和換乘信息。乘客到達站臺后，可清晰了解站臺列車可達范圍。本站可達區域詳細信息示意圖如圖3所示。

圖3 本站可達區域詳細信息示意圖

在站臺屏蔽門上方或站臺顯著位置展示本方向后續可達范圍，乘客在上車前仍可查看線路詳細信息。若所在站點后續可達區域較多且站點數量較多，則對除本區段外的后續區域站點進行折疊，僅展示該區域終點站，如圖4a所示；同時在屏蔽門兩側或顯著位置張貼除所在區段外其他可達區段的信息，如圖4b所示，便于乘客快速進行檢索。另因前序區段與站點內容對后續乘車基本起不到提示作用，根據實際版面尺寸，可將前序站點與區段省略。

圖4 典型站點線路可達范圍及區域示意圖

若某站點后續區段較少，則展開顯示全部內容，不再折疊，如圖5a所示。對于末端區域，為了平衡展示效果，則顯示前序部分區段信息，如圖5b所示。對于某個站點前序有多種交路但后續?？空军c完全相同時，不再進行區分，如圖5c所示?？缇€進入其他線路后，若該線路后續存在與跨線列車相同的交路，將不再顯示跨線列車，而只顯示該線路本線的交路，如圖5d所示。

圖5 不同場景下線路可達區域示意圖

從跨線線路返程時則按照該線路優先的原則進行展示，同樣以僅顯示本區域，其他區域站點折疊的方式進行展示，各區域的信息單獨進行展示，如圖6所示。

圖6 多線路跨線可達區域示意圖

所有所涉及區域內的線路圖規格同圖4b，這里不再贅述。若本方向存在與本線路其他支線不可直通的情況，則按照換乘站處理。如本方向列車無法直通至19號線C、D、S區域，因此上清橋南站作為換乘站，乘客可換乘開往C、D、S區域的19號線，如圖7所示。

圖7 存在本線與其他支線換乘可達區域示意圖

3.3.3 車站電子顯示屏及廣播

車站乘客信息系統（PIS）到站預告拋棄傳統顯示方式，不再顯示列車終點站，而顯示當前方向前往后續各區段列車剩余到站時間，乘客可根據自己目的地所在區域選擇相應列車，無需了解列車終點站和途經區域。當列車進站時，顯示屏中本次列車可達的所有區域將通過閃爍的方式額外進行提示，同時底部通知區域顯示即將到站列車的途經區域及終點站。若本系統中存在固定開行的快車或直達車，當快車或直達車完全跨越某個區域時，則視作列車不到達該區域，顯示內容及廣播不提及該區域，若僅跨越某區域部分站點，如圖4b中區域S快車，則單獨顯示該區域快車即將抵達本站的時間。車站PIS顯示內容如圖8所示。

圖8 車站PIS顯示內容

配合顯示屏內容，車站廣播內容為：“以南口為終點站的列車即將進站，本次列車途經B、C、S區域，前往B、C、S區域的乘客請準備上車”。

3.3.4 車廂內顯示屏

車廂內顯示屏除顯示本次列車途經站點和沿途換乘站外，額外增加顯示同臺換乘信息的內容，便于換乘其他支線或者誤乘后及時換乘，如圖9所示。

圖9 車內PIS顯示內容

4 線路名稱 + 區段編碼混合模式

部分線路復雜交路列車開行數量較少，可使用線路名稱加區段編碼的混合模式進行命名。以上海市軌道交通3號、4號線構成的系統為例，3號、4號線在虹橋路至寶山路區段共9座車站共線運行，除3號、4號線正常交路以及3號線小交路外，列車出入庫期間和停車場之間調車時還存在其他特殊交路。根據區段編碼法將3號、4號線系統分為4個區段，3號線上海南站至3號線宜山路站、3號線東寶興路至3號線江楊北路、共線段虹橋路至寶山路、4號線海倫路至4號線宜山路分別賦予區段代碼A～D，如圖10所示。

圖10 上海市軌道交通3號、4號線區段示意圖

為乘客便于理解，正常3號、4號線全程列車保留現有表示方式，僅特殊交路采用途經區段作為列車名稱并使用獨立的顏色。特殊交路中部分區段可能與正常3號、4號線后續走向和?？空军c相同，因此特殊交路名稱采取動態命名的方法，僅在與正常交路不同的區段單獨命名，在與正常交路重合時不進行區分，同時在站臺PIS中可動態顯示列車路徑動態示意圖。本系統可能存在如下開行方式。

（1）3號線石龍路（上海南站）站出發，后加入4 號線內環運行，此種列車在石龍路（上海南站）站出發至3號線宜山路區段命名為ACD，到達虹橋路后與正常4號線無異，后續使用4號線內環名稱，如圖11a所示。

圖11 不同開行模式示意圖及對應線路名稱

（2）3號線石龍路（上海南站）站出發，加入4號線內環運行至4號線宜山路站結束運行，此種列車全程命名為ACD，如圖11b所示。

（3）4號線外環運行至宜山路進入3號線南段至上海南站，此種列車在上海體育館至海倫路區段命名為DCA，到達寶山路后與正常3號線無異，后續使用3號線名稱，如圖11c所示。

（4）4號線宜山路站發出后，經4號線內環運行1.5圈后進入3號線，此種列車在宜山路發出至寶山路區段，因能夠完整運營4號線外環，此段以4號線外環命名，因后續將進入3號線北段，由海倫路起將不再完成完整4號線，則命名為DCB，到達虹橋路后與3號線一致，則使用3號線名稱，如圖11d所示。

（5）3號線江楊北路站發出，加入4號線外環運行，此種列車在江楊北路發出至東寶興路區段，命名為BCD，到達寶山路后與正常4號線無異，后續使用4號線外環名稱，如圖11e所示。

時刻表中對特殊交路進行標注，如圖12所示。

圖12 時刻表設計示意圖

5 結論

國內現行軌道交通線路命名方式已無法適應不斷擴大且日趨復雜的軌道交通線網。通過借鑒國內外軌道交通及其他行業經驗并結合國內實際環境，設計了區段編碼法對列車性質進行表示，可有效解決軌道交通大規模復雜交路場景下不同性質列車的表示與區分的問題，為今后城市軌道交通及城際鐵路成網運行后列車性質表示提供了一種有效方案，同時依托本方案優化標識導向系統設計，使乘客更快速準確的獲取乘車信息，易于接受復雜的列車交路和運行方式，有效提高運營部門開行多種交路的積極性，有助于減少乘客換乘次數，緩解換乘站客流壓力。