強(qiáng)士盎，陶思宇

（1. 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 城建院，陜西 西安 710043；2. 西南交通大學(xué) 交通運輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

1 概述

西安地鐵 2 號線規(guī)劃北起陳家堡、南至韋曲，線路長度約 32 km，設(shè) 24 座車站。該條線路沿西安市南北向主客流走廊布設(shè)，線路通過鐵路北客站、行政中心、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、鐘樓、小寨商業(yè)文化中心、曲江新區(qū)、西安國際展覽中心等大型客流集散點，連接鄭西客運專線北客站、市行政中心和 3 個開發(fā)區(qū)，與西安地鐵 1 號線構(gòu)成軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的十字骨架[1]。西安地鐵 2 號線北客站至?xí)怪行亩斡?2006 年 9 月試驗段開工，2011 年 9 月 16 日開通試運營，目前運營狀態(tài)良好。西安地鐵 2 號線會展中心至韋曲南段土建工程于 2010 年下半年陸續(xù)開工，2014 年建成通車。遠(yuǎn)期規(guī)劃西安地鐵 2 號線從西安鐵路北客站向東北方向延伸至草灘鎮(zhèn)陳家堡，長度約為 6.13 km[1]。

西安地鐵 2 號線自規(guī)劃建設(shè)到開通運營歷時近10 年，城市規(guī)劃、線網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)規(guī)劃、各條線的建設(shè)時序，以及城市內(nèi)外部的交通條件等相關(guān)因素均發(fā)生很大變化，而這些是客流預(yù)測的主要影響因素。因此，對西安地鐵 2 號線的客流變化產(chǎn)生了較大影響[2-3]。

西安地鐵 2 號線初步設(shè)計完成于 2006 年，根據(jù)設(shè)計要求，初步設(shè)計階段完成了西安地鐵 2 號線的全部相關(guān)客流指標(biāo)的預(yù)測，預(yù)測高峰小時單向最大斷面客流量 2014 年為 1.05 萬人/h，2021 年為2.60 萬人/h；全日客運量 2014 年為 31.34 萬人，2021年為 76.48 萬人。2012 年，根據(jù)客流預(yù)測主要影響因素變化后，對西安地鐵 2 號線主要客流指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。西安地鐵 2 號線預(yù)測年度主要客流指標(biāo)如表 1 所示。

由表 1 可知，預(yù)測高峰小時單向最大斷面客流量 2014 年將達(dá)到 1.47 萬人/h，2021 年將達(dá)到3.42 萬人/h；全日客運量 2014 年為 39.88 萬人次，2021 年為 79.03 萬人次。2014 年、2021 年預(yù)測高峰小時斷面客流量比原設(shè)計分別增長約 39.6%、31.6%，增長幅度較大；全日客流量分別增長27.2% 和 3.3%，對日常運營將產(chǎn)生較大影響。

2 預(yù)測客流的適應(yīng)性分析

2.1 列車運行交路適應(yīng)性分析

在列車運行計劃中，列車交路規(guī)定了列車的運行區(qū)段、折返車站和按不同列車交路運行的列車對數(shù)。在線路各區(qū)段客流量不均衡程度較大的情況下，采用合理的列車交路能夠在不降低服務(wù)水平的前提下提高車輛運用效率，避免運能虛糜，使行車組織做到經(jīng)濟(jì)合理[4-5]。

根據(jù) 2006 年西安地鐵 2 號線初步設(shè)計時預(yù)測客流斷面情況分析，線路客流呈現(xiàn)出中間大、兩頭小的“紡錘型”分布，反映了某一時間段內(nèi)線路沿線各車站及區(qū)間的客流出行規(guī)律。遠(yuǎn)期高峰小時客流分布形態(tài)是選擇大小交路的主要依據(jù)之一，結(jié)合工程條件、站點周邊城市功能，確定中間小交路折返站為北客站和會展中心，小交路覆蓋了西安地鐵2 號線客流較大的區(qū)間和大的客流集散點，符合客流需求和乘客的出行規(guī)律。

表1 西安地鐵 2 號線預(yù)測年度主要客流指標(biāo)匯總表

2012 年預(yù)測客流變化后，線路南端客流規(guī)模明顯上升、北端行政中心到北客站流落差明顯，原設(shè)計的列車運行交路基本可以滿足客流需求，但是南部客流的服務(wù)水平相對北部客流較低，與客流特征不太相符。

2.2 全日行車計劃適應(yīng)性分析

全日行車計劃是指營業(yè)時間內(nèi)各小時開行的列車對數(shù)計劃，它規(guī)定了軌道交通線路的日常運輸任務(wù)，是編制列車運行圖、計算運輸工作量和確定車輛配備數(shù)量和運用的基礎(chǔ)資料，是根據(jù)營業(yè)時間內(nèi)各個小時的最大斷面客流量、列車定員人數(shù)、車輛滿載率及希望達(dá)到的服務(wù)水平進(jìn)行綜合考慮而編制。根據(jù)實際客流需求情況，從 2013 年 7 月 30 日起西安地鐵 2 號線運營時間為 6 : 00—23 : 10，全日運營時間較初步設(shè)計減少 1 h，更符合西安市民的出行習(xí)慣和規(guī)律。2014 年西安地鐵 2 號線全線開通后，雖然客流增加，但受運用列車數(shù)量限制，高峰期每日只能達(dá)到 11 對的能力，全日開行 292 列次( 146 對 ) 比設(shè)計初期全日 294 列次 ( 147 對 ) 少 2 列次( 1 對 )，全日開行方案基本可以滿足客流需求。

2.3 運營設(shè)備適應(yīng)性分析

與客流變化關(guān)聯(lián)度密切的運營設(shè)備有車站設(shè)備和移動設(shè)備。

（1）車站設(shè)備。車站設(shè)備主要為樓扶梯、進(jìn)出站閘機(jī)、自動售票機(jī)及站臺。設(shè)備的數(shù)量和站臺樓扶梯的寬度是根據(jù)預(yù)測的車站遠(yuǎn)期高峰小時客流量、超高峰系數(shù)及一定的余量計算配置的，同時還考慮滿足事故狀態(tài)下的疏散能力，其能力均有一定的富裕[6-7]。2012 年預(yù)測鳳城五路、市圖書館、大明宮西、龍首原、北大街、鐘樓、小寨客流較原設(shè)計增加，通過對樓扶梯、閘機(jī)售檢票機(jī)等設(shè)備數(shù)量的適應(yīng)性分析，其設(shè)計的設(shè)備最大通過能力從理論上可以滿足需求。

（2）移動設(shè)備。移動設(shè)備是為完成乘客運送任務(wù)配備的電動車組，在城市軌道交通系統(tǒng)中，車輛是直接為乘客服務(wù)的設(shè)備，又是整個系統(tǒng)的核心，是乘客與運營公司溝通的工具。軌道交通系統(tǒng)必須保有一定數(shù)量的列車。按照運用上的區(qū)別，可以分為運用列車、檢修列車、備用列車。運用列車是為完成日常運輸任務(wù)而配備的技術(shù)狀態(tài)良好的車列，運用列車的需要數(shù)量與高峰小時開行的列車對數(shù)、列車旅行速度及在折返站停留時間等各項因素有關(guān)。西安地鐵 2 號線鐵路北客站至韋曲原設(shè)計是按照初期 ( 2014 年 ) 來配置列車數(shù)量，所配屬的 18列運用列車、4 列檢修備用列車共計 22 列已全部到場。目前開通的鐵路北客站至?xí)怪行亩胃叻逍r上線運行 16 列備用 2 列，行車間隔 5 min 22 s，開行對數(shù) 11 對/h。

根據(jù)客流預(yù)測，研究年度與現(xiàn)狀配屬車數(shù)比較如表 2 所示。

表2 研究年度與現(xiàn)狀配屬車數(shù)比較表

由表 2 可知，從 2014 年開始，現(xiàn)狀所配屬列車數(shù)量不能滿足客流需要，需要考慮增購列車。

2.4 車輛段及停車場規(guī)模適應(yīng)性分析

（1）停車列檢庫停放能力適應(yīng)性。目前，渭河車輛段有 18 列位的停車能力，2014 年潏河停車場建成 10 列位的停車能力，到 2014 年車輛段和停車場共計 28 列位的停車存放及列檢能力。根據(jù)2012 年客流預(yù)測發(fā)現(xiàn) 2017 年開始車輛場段規(guī)模不能適應(yīng)運營需要，2017 年以旅速 31 km/h 計算時，運用列車 29 列和備用列車 3 列共需要 32 列位，尚缺 4 列位的停放能力；旅速為 32 km/h 時，運用列車 28 列和備用列車 3 列共需要 31 列位，不足 3 個列位；旅速為 33 km/h 時，運用列車 27 列和備用列車3 列共需要 30 列位，尚缺 2 列位的停放能力。

2018 年至 2021 年停放能力更加不足。至 2021年，以旅速 31 km/h 計算，需要停放運用列車和備用列車共計 44 列，不足 16 個停放列位；以旅速 32 km/h 計算，需要停放運用列車和備用列車共計 43 列，不足 15 個停放列位；以旅速 33 km/h 計算，需要停放運用列車和備用列車共計 42 列，不足 14 個停放列位。

（2）檢修列位能力適應(yīng)性。西安地鐵 2 號線渭河車輛段設(shè)置有廠架修 2 列位 ( 預(yù)留 4 列位 )、定修1 列位、臨修 1 列位的檢修能力規(guī)模，目前西安地鐵 2 號線尚未進(jìn)入廠架修階段，運營已經(jīng)將近 3 年車輛進(jìn)入定臨修階段，車輛段檢修規(guī)模是根據(jù)遠(yuǎn)期日行車計劃、年列車走行公里數(shù)和規(guī)范要求的相關(guān)指標(biāo)計算的，遠(yuǎn)期日行車計劃的列車開行對數(shù)遠(yuǎn)大于目前的實際開行數(shù)量和近期開行計劃，根據(jù)列車運行公里其定臨修列位可以滿足需求。

3 預(yù)測客流增長的應(yīng)對措施

3.1 優(yōu)化運營組織方案

由于西安地鐵 2 號線運用列車偏少，高峰期備用列車上線運營可以壓縮高峰期行車間隔，提高車輛的使用效率，提高地鐵的服務(wù)水平。一般地鐵線路備用列車存放在車輛段、停車場或沿線停車線，西安地鐵 2 號線目前在渭河車輛段和會展中心存車線各備 1 列車。根據(jù)客流預(yù)測 2015 年高峰期每日需要開行 12 對，行車間隔 5 min，以現(xiàn)狀旅速 31 km/h，現(xiàn)有 18 列運用車只能滿足 5 min 51 s 的行車間隔。當(dāng) 2 列備用列車全部投入運營即高峰期上線 20 列，行車間隔可以滿足 5 min 22 s，但仍然無法滿足高峰期每日 12 對列車 5 min 行車間隔的需求。因此，考慮在現(xiàn)有的運用列車和備用列車數(shù)量情況下，通過對運營組織方案進(jìn)行調(diào)整來滿足客流需要和提高服務(wù)水平。2015 年市圖書館站至?xí)怪行恼窘M織開行小交路、鐵路北客站至韋曲組織大交路，列車運行交路如圖 1 所示。

圖1 調(diào)整后列車運行交路圖

小交路折返點及列車開行比例調(diào)整后行車間隔及列車配屬數(shù)量比較如表 3 所示。

2015 年新購列車未到達(dá)之前，為滿足運營需求及保證一定的服務(wù)水平，需要采取相應(yīng)的措施，如果采用小交路市圖書館站至?xí)怪行?、列車開行比例2 : 1方案 ( 大交路列車 8 對、小交路 4 對 )，以現(xiàn)狀列車旅行速度 31 km/h 計算配屬列車，則需要 23 列，不足 1 列，需要 1 列備用列車上線；當(dāng)列車旅行速度達(dá)到 32 km/h、33 km/h 時需要 22 列配屬列車，現(xiàn)狀配屬列車可以達(dá)到行車間隔 5 min 的服務(wù)水平。

表3 2015 年列車運行交路方案調(diào)整

雖然開行市圖書館至?xí)怪行男〗宦房梢詼p少運用列車數(shù)量，提高主城區(qū)的服務(wù)水平，但是降低了北客站至行政中心區(qū)段的服務(wù)水平。市圖書館站后設(shè)有故障列車存車線，具有開行小交路折返的條件，是出現(xiàn)車輛或線路等系統(tǒng)故障情況下，系統(tǒng)降級運行模式下的折返，不具備日常常態(tài)化運營的功能，如果作為小交路正常運營，需要對存車線的通信信號系統(tǒng)進(jìn)行改造，對既有運營產(chǎn)生影響。

3.2 調(diào)整運營設(shè)備

3.2.1 調(diào)整車站設(shè)備

根據(jù) 2012 年預(yù)測的 2020 年車站上下客流數(shù)據(jù)，鳳城五路、市圖書館、大明宮西、龍首原、北大街、鐘樓和小寨站大于原來初步設(shè)計的近期 ( 2021年 ) 和遠(yuǎn)期 ( 2036 年 ) 的預(yù)測數(shù)值，雖然原設(shè)計車站設(shè)施設(shè)備的最大能力理論上可以適應(yīng) 2012 年預(yù)測的客流需要，但是鑒于北客站的客流特征對設(shè)備的要求、鐘樓站設(shè)備的布置不均衡性及乘客的聚集效應(yīng)和使用習(xí)慣，建議對自動售檢票機(jī)、進(jìn)出站閘機(jī)等設(shè)備進(jìn)行加強(qiáng)。鐘樓站自動售票機(jī)北端 15 臺、南端 10 臺分布不合理，建議進(jìn)行調(diào)整或增加南端的自動售票機(jī)數(shù)量；北客站建議開通南端原來預(yù)留的部分出站閘機(jī)和進(jìn)站閘機(jī)及自動售票機(jī)。

3.2.2 增加車輛配屬

車輛配屬與高峰小時開行的列車對數(shù)、列車旅行速度及在折返站停留時間等各項因素有關(guān)。高峰小時開行的列車對數(shù)在車型及列車編組確定的條件下由高峰小時斷面客流量決定。為了滿足客流需求，必須提高列車旅行速度，加快車輛周轉(zhuǎn)并在適當(dāng)時機(jī)增購一定數(shù)量的車輛。

（1）提高列車旅行速度。地鐵設(shè)計規(guī)范和城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)均提出，軌道交通線路的平均運行速度應(yīng)不低于 35 km/h，設(shè)計最高運行速度大于 80 km/h 的系統(tǒng)，列車旅行速度應(yīng)提高[6-7]。西安地鐵 2 號線設(shè)計最高運行速度 80 km/h，原設(shè)計計算初期運用車時采用的旅行速度為 35 km/h，但在2013 年投入運營后，旅行速度僅約 31 km/h，在現(xiàn)狀設(shè)備條件的基礎(chǔ)上，對列車運行、停站時間和折返時間尚有挖掘潛力，有提高平均旅行速度的空間和條件。因此，西安地鐵 2 號線應(yīng)提高各種設(shè)備的性能，盡量壓縮運行時間和停站時間，平均旅行速度應(yīng)達(dá)到 33 km/h 的開通初期全國普遍水平，進(jìn)而達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求的 35 km/h 水平。

（2）增加車輛配屬。以 CBTC 調(diào)通為前提條件，以旅行速度 31 km/h、32 km/h 和 33 km/h，計算各研究年度的配屬車數(shù) ( 見表 2 )。①列車旅行速度 31 km/h，2014 年既有 22 列配屬車不能滿足運營需求，需要增購 5 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分別需要增購 4、4、7、2、4 列，即在 2021 年前共需要增購列車 26 列。②列車旅行速度達(dá)到 32 km/h，2014 年既有 22 列配屬車不能滿足運營需求，需要增購 4 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分別需要增購 5、3、6、3、4 列，即在 2021 年前共需要增購列車 25 列。③列車旅行速度達(dá)到33 km/h，2014年既有22列配屬車不能滿足運營需求，需要增購 2 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分別需要增購5、4、6、3、4 列，即在 2021 年前共需要增購列車24 列。

（3）合理確定列車的增加數(shù)量及采購時機(jī)。綜上所述，從 2014 年開始每年都需要增加運用列車，根據(jù)旅速 31 km/h、32 km/h 、33 km/h，到2020 年總計需要分別增加 26 列、25 列、24 列配屬列車。運用列車從申請購買到投入運營需要經(jīng)過報管理部門審批、招投標(biāo)、資金籌措過程，還需要考慮生產(chǎn)周期、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、單車造價等多個環(huán)節(jié)，同時還應(yīng)考慮場段規(guī)模、列車調(diào)試等因素分階段購買。

3.3 調(diào)整車輛段、停車場規(guī)模

隨著配屬車數(shù)量的增加，研究年度相應(yīng)的段、場規(guī)模需要擴(kuò)充[8]。根據(jù)各研究年度計算的配屬車數(shù)量，2017 年可以對預(yù)留的遠(yuǎn)期規(guī)模提前建設(shè)，或者利用月周檢 3 列位、靜調(diào) 1 列位、吹掃 1 列位進(jìn)行調(diào)劑停放列車，或者在沿線停車線停放。但是，在 2018 年前應(yīng)進(jìn)行段、場規(guī)模的續(xù)建，需要將預(yù)留的遠(yuǎn)期工程建成。西安地鐵 2 號線渭河車輛段近期建成18 列位、遠(yuǎn)期預(yù)留 8 列位，潏河停車場近期建成 10 列位、遠(yuǎn)期預(yù)留 16 列位，則場段共有 52 列位的停放能力，將遠(yuǎn)期預(yù)留的 24 列位提前建成可以滿足 2020 年以前的運營需求。

4 結(jié)束語

西安地鐵 2 號線為西安軌道交通線網(wǎng)開通運營的第 1 條線路，其運營經(jīng)驗對后續(xù)線路的運營具有指導(dǎo)意義。西安地鐵 2 號線開通 3 年來，客流呈現(xiàn)較快增長，給運營帶來了較大壓力。地鐵運營追求服務(wù)水平的提高，不僅給乘客提供安全、快速、正點、舒適、溫馨的服務(wù)，而且提供一定水平的服務(wù)頻率即較小的行車間隔以縮短乘客的等待時間。提高服務(wù)水平壓縮行車間隔，需要增加運用列車數(shù)量，相應(yīng)的段場規(guī)模也需要提前考慮擴(kuò)充。通過一系列應(yīng)對措施的研究，未雨綢繆，可以使地鐵運營更好地適應(yīng)客流變化，滿足客流出行需求，為城市軌道交通項目運營提供參考。

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