王敏遠(yuǎn) 曾茂炎 謝 偉

(1.深圳市地鐵有限公司 深圳 518026;2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 成都 610031)

1 大小交路運行方案

地鐵交路設(shè)計是軌道交通線路設(shè)計中最基本也是最重要的部分，交路設(shè)計決定著全線的運營服務(wù)水平，將在很大程度上影響整條線路的系統(tǒng)規(guī)模及投資，運營成本及效率也直接與運營交路有關(guān)。交路設(shè)計應(yīng)以對預(yù)測客流的分析為基礎(chǔ)，同時考慮路段服務(wù)需求水平、配線分布、工程投資等。

在客流分布均衡、線路長度較短且沿線地區(qū)發(fā)展較為平衡的線路，宜采用單交路運行模式;對于長度較長、客流分布不均衡、沿線地區(qū)發(fā)展水平差異大的線路，需要考慮多交路運行方案，以提高運輸效率，降低運營成本。但是，交路過多時會增加運營的難度，乘客選擇困難，不利于服務(wù)水平的提高。根據(jù)軌道交通設(shè)計經(jīng)驗，城市軌道線路多交路運行時，一條線路交路數(shù)量不宜超過3個，一般宜采用兩交路運行。

由于深圳屬于帶狀城市，其軌道交通干線均沿城市發(fā)展軸敷設(shè)，線路長度較長，對于線路的運營方案的研究就顯得尤為重要。一般而言，多交路運行方案主要有以下3種:

1)嵌套式交路。A、B兩交路均不覆蓋全線，以嵌套的形式運營，二者嵌套的部分為全線服務(wù)水平要求最高的部分，如圖1(a)所示。

圖1 大小交路運營的主要形式

2)重疊式交路。以一個大交路覆蓋全線運營，在服務(wù)水平要求較高的部分開行小交路重疊覆蓋，如圖1(b)所示。

3)分叉式交路。在有支線的線路上，采用支線運營方式，無支線線路不采用該形式，如圖1(c)所示。

從服務(wù)水平來看，重疊式交路可覆蓋全線的交路，更能發(fā)揮線路能力;從運營操作的難易程度看，重疊式交路更容易在平峰和高峰之間過渡，因而操作相對容易。故大小交路運行時，一般以重疊式交路為主。

2 深圳地鐵2號線工程概況

深圳地鐵2號線(以下簡稱2號線，見圖2)是連接深圳市南山、福田、羅湖三大片區(qū)的干線，沿深圳市東西發(fā)展主軸敷設(shè)，是目前規(guī)劃線路中唯一一條全部位于特區(qū)內(nèi)部的線路，其重要性不言而喻。2號線西起南山蛇口半島南段蛇口西，東至羅湖東部新秀村，全長約36 km，共設(shè)29座車站，全部為地下車站。全線分兩段進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)，初期段從蛇口西站至世界之窗站，東延段從世界之窗站至新秀站，整個運營組織(包括交路設(shè)計)都以全線為單位統(tǒng)籌研究，2號線采用A型車6輛編組方案，最高運行速度為80 km/h。

3 地鐵2號線交路設(shè)計研究

在交路設(shè)計中，初期交路設(shè)計將影響購車數(shù)量，對投資有較大影響;而遠(yuǎn)期交路是整個系統(tǒng)規(guī)模確定的依據(jù)，也是交路設(shè)計中最為重要的時期。鑒于篇幅原因，本文僅介紹2號線遠(yuǎn)期交路的設(shè)計。

圖2 深圳地鐵2號線運營線路

3.1 客流預(yù)測結(jié)果及分析

客流預(yù)測是交路設(shè)計的基礎(chǔ)，2號線客流預(yù)測主要指標(biāo)如表1所示。

表1 2號線客流預(yù)測主要指標(biāo)表

3.1.1 斷面客流

斷面客流是客流分析中最根本的因素，斷面客流的高低直接決定行車量的大小，其形狀也是決定交路覆蓋范圍的直接依據(jù)，因此斷面客流分析是整個客流運用中的核心問題。

從2號線客流斷面(見圖3)來看，全線客流斷面呈現(xiàn)出不標(biāo)準(zhǔn)的梭型:在中部—東部(工業(yè)八路—黃貝嶺段)保持較高水平，在工業(yè)八路—黃貝嶺以外的區(qū)段斷面水平明顯下降;中部斷面呈現(xiàn)出輕微波動狀，說明上下客流相對頻繁，且較均衡，遠(yuǎn)期最大斷面客流出現(xiàn)在香梅北站—景田站之間，達(dá)3.96萬人次/h。

從斷面客流分析來看，工業(yè)八路—黃貝嶺需要有較高的交路服務(wù)水平。

圖3 深圳地鐵2號線遠(yuǎn)期客流斷面

3.1.2 組團(tuán)客流需求

通過對組團(tuán)客流的分析，可以從宏觀上把握軌道線路不同區(qū)段的服務(wù)水平，在整個交路設(shè)計中可起到輔助決策的作用。

結(jié)合深圳行政區(qū)域的劃分及客流的主要特征，將2號線全線劃分為5個主要的組團(tuán):蛇口組團(tuán)(5站)、南山中心組團(tuán)(7站)、中部組團(tuán)(6站)、福田中心組團(tuán)(7站)、羅湖中心組團(tuán)(4站)。

遠(yuǎn)期各組團(tuán)之間全日客流如圖4所示。

圖4 深圳地鐵2號線遠(yuǎn)期組團(tuán)客流

1)組團(tuán)內(nèi)部交換量。從絕對交換量來看，福田中心組團(tuán)＞南山組團(tuán)＞羅湖組團(tuán)＞蛇口組團(tuán)＞中部組團(tuán)(以遠(yuǎn)期為準(zhǔn))。福田中心組團(tuán)(7站)車站上下頻繁內(nèi)部交換客流最大，達(dá)20.47萬人次/d，大于其他任何組團(tuán)內(nèi)部或組團(tuán)之間的客流量;其次是南山組團(tuán)(7站)，達(dá)到14.1萬人次/d;羅湖組團(tuán)內(nèi)部交換量也較大，超過10萬人次/d;其他2個組團(tuán)內(nèi)部交換量均較小(與福田、南山、羅湖組團(tuán)存在量級上的差別)。

由于各組團(tuán)間車站個數(shù)不一致，從絕對數(shù)量來看不能完全體現(xiàn)組團(tuán)客流的頻繁程度，故考慮用組團(tuán)內(nèi)部交換絕對量/組團(tuán)車站個數(shù)來衡量組團(tuán)車站的繁忙程度，即福田組團(tuán)(29 254人次/站)＞羅湖組團(tuán)(27 176人次/站)＞南山組團(tuán)(20 177人次/站)＞蛇口組團(tuán)(6 880人次/站)＞中部組團(tuán)(4 914人次/站)。由此可見，福田、羅湖、南山組團(tuán)車站上下客流頻繁，運營組織設(shè)計時需保證這些重點組團(tuán)的服務(wù)水平。

2)組團(tuán)間交換量。從組團(tuán)之間的交換絕對量來看，福田中心組團(tuán)、羅湖與南山中心組團(tuán)與其他組團(tuán)的交換客流較大;從交換客流所占比例來看，中部組團(tuán)主要以與其他組團(tuán)的交換客流為主要客流。各組團(tuán)與相鄰組團(tuán)間均存在較大的交換客流，遠(yuǎn)期各相鄰組團(tuán)之間的交換客流均超過11萬人次/d(由此可說明2號線全線平均運距應(yīng)不會太長)。尤其值得注意的是，組團(tuán)間最大交換量出現(xiàn)在羅湖與福田之間(盡管羅湖只有4座車站)，遠(yuǎn)期超過20萬人次/d，因此運輸組織設(shè)計應(yīng)充分考慮羅湖、福田組團(tuán)的服務(wù)水平。

3.2 交路設(shè)置

3.2.1 交路模式的選擇

隨著客流的增長，2號線近期客流斷面分布已具有較明顯的不均衡性，故考慮以后采用大小交路套跑模式以提高運輸效率，控制運營成本，小交路的設(shè)置范圍應(yīng)該綜合考慮客流需求及土建成本等多方面因素。

從交路模式選擇來看，2號線東部為深圳市商貿(mào)、政治核心區(qū)域，2號線的一大功能定位就是加強核心區(qū)域?qū)χ苓叺妮椛渥饔?，需要有連接中心區(qū)與周邊組團(tuán)的交路服務(wù)，因而不適宜采用“嵌套式交路”，宜采用“重疊式交路”模式運營。

3.2.2 小交路范圍的選擇

從客流斷面來看，線路西段過工業(yè)八路站之后客流有明顯回落，線路東段過黃貝嶺站后客流明顯回落。最符合客流斷面的交路是:工業(yè)八路—黃貝嶺站之間開行小交路，全線開行大交路，但兩端折返站的選擇還應(yīng)考慮其他因素。

1)西端小交路選擇。因西端客流斷面在過工業(yè)八路站后明顯回落，理論上折返點應(yīng)考慮設(shè)置在工業(yè)八路站最為合適，但2號線在停車場與招商東路站接軌，而招商東路站與工業(yè)八路站僅相距約800 m，若在工業(yè)八路設(shè)置折返線，在招商東路站設(shè)置出入段線必將增加土建工程投資，配線分布不合理。因此，西端小交路折返點應(yīng)移至招商東路站，結(jié)合出入段線的布置，有利于工程投資，對將來收發(fā)車作業(yè)安排也較為有利。故西端小交路折返點選擇在招商東路站。

2)東端小交路折返站的選擇。東端小交路理論折返點可選擇在黃貝嶺站，但黃貝嶺站為2、5號線的換乘站、5號線的終點站和折返站;為保證2、5號線可實現(xiàn)平行換乘，該站設(shè)置為“雙島式”方案，5號線由于需要折返置于中間，2號線置于兩側(cè)，故不能提供折返條件;黃貝嶺站下一站已經(jīng)是終點站，兩相鄰站設(shè)置折返已無太多實際意義;根據(jù)組團(tuán)客流的分析，羅湖組團(tuán)車站上下車頻率高，處于全線的高位水平，且羅湖是深圳市兩大傳統(tǒng)的中心區(qū)之一，不宜采用低服務(wù)水平的交路模式。

故東端小交路折返點選擇在終點站新秀站。推薦開行從蛇口至新秀的大交路，從招商東路至新秀的小交路方案，大小交路開行比例1∶1，遠(yuǎn)期高峰小時各開行15對/h，見圖5。

圖5 遠(yuǎn)期推薦交路

3.2.3 推薦交路服務(wù)水平檢驗

1)滿足斷面客流需求。小交路開行范圍為招商東路站至新秀站，覆蓋了超過1/2客流斷面的所有區(qū)域。

2)滿足組團(tuán)客流需求。小交路覆蓋范圍包括南山、福田和羅湖，全部覆蓋了內(nèi)部交換客流較大的組團(tuán)，且對于組團(tuán)間交換量較大的客流進(jìn)行了有效連接。

3)擁擠程度統(tǒng)計。根據(jù)推薦的交路模式，對線路遠(yuǎn)期晚高峰各區(qū)間的擁擠程度進(jìn)行了統(tǒng)計，在客流大方向僅有一個區(qū)間擁擠程度超過4人/m2，約60%區(qū)間站立密度在3～4人/m2之間，其余區(qū)間站立密度均小于3人/m2，本線具有良好的舒適度，見圖6。

3.2.4 備選交路設(shè)計

由于客流預(yù)測本身具有眾多的不確定性，以客流為基本依據(jù)的交路設(shè)計也就存在一定的風(fēng)險，為應(yīng)對不確定性，根據(jù)多年設(shè)計經(jīng)驗，提出了“備選交路”的設(shè)計理念，務(wù)求在確定的設(shè)計系統(tǒng)及土建規(guī)模下，盡可能地保證實際運營交路的靈活性。提倡在今后的軌道交通設(shè)計中重視交路的靈活性，使設(shè)計與實際運營結(jié)合得更加緊密。

在實際運營中，根據(jù)2號線客流分布特征，可按以下方式靈活組織列車運營交路方案，如圖7所示。

1)全線一個大交路運行。運用車增加4列，若遠(yuǎn)期組織一個交路方案，則考慮將備用車用于運營。

2)招商東路站至福田站小交路方案。運用車減少9列，運營公司根據(jù)實際列車需求購置車輛，并對遠(yuǎn)期車輛段的擴建做及時調(diào)整。

3)蛇口西至福田站小交路方案。運用車減少5列，運營公司根據(jù)實際列車需求購置車輛，并對遠(yuǎn)期車輛段的擴建做及時調(diào)整。

4 結(jié)語

在2號線交路設(shè)計過程中，首先對客流進(jìn)行了詳細(xì)分析，了解客流需求是交路設(shè)計的關(guān)鍵，再結(jié)合工程條件、區(qū)段服務(wù)水平的需求，設(shè)計出合理的交路方案，并對交路方案進(jìn)行檢驗，確保交路的服務(wù)水平滿足客流需求。

圖6 深圳2號線遠(yuǎn)期高峰小時區(qū)間擁擠度

圖7 備選交路

目前，上海軌道交通1號線已率先在國內(nèi)采用了大小交路的運營模式。該方案實施2年以來，運營企業(yè)在行車組織、客流組織等方面積極探索，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。相信在深圳市地鐵公司的高效管理和有序組織下，深圳地鐵2號線的運營模式必將取得成功!

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