張建平

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 西安710043)

1 西安地鐵2號線概況

西安地鐵2號線是西安市城市軌道交通線網(wǎng)中的骨干線路，沿城市南北中軸線布設(shè)，是西安市首條建設(shè)并運(yùn)營的線路。目前運(yùn)營的是一期工程，北起鐵路北客站，南到曲江國際會(huì)展中心，運(yùn)營里程19.869 km，設(shè)車站17座，2011年9月16日投入運(yùn)營。列車選用B型車，3動(dòng)3拖的6輛編組，每列車的定員1 460人，最大載員1 880人，坐席240人;購車22列，已全部到位，上線運(yùn)營18列車，檢修備用4列。

2 開通運(yùn)營以來客流成長趨勢

2011年9月16日西安地鐵2號線開通運(yùn)營，古城擁有了自己的地鐵，居民熱情體驗(yàn)，9-10月為開通后的體驗(yàn)期，進(jìn)出站量較大，特別是十一黃金周期間，體驗(yàn)和出行客流疊加，日均客流高達(dá)30萬人次。體驗(yàn)期過后，2號線主要服務(wù)于沿線居民的剛性與彈性出行，約為15萬人次/d，總體客流呈現(xiàn)逐月平穩(wěn)增長趨勢，到2012年10月，日均客流增長至18.9萬人次。2012年11月，實(shí)施“長安通”卡七折優(yōu)惠，突增一部分客流，隨后客流逐月平穩(wěn)增長，至2013年8月，日均客流增長至22萬人次。2013年9月15日，1號線開通運(yùn)營，與2號線形成換乘，日均換乘客流為10萬～12萬人次，給2號線客流帶來較大增長，增長率為35%～45%，增長至32萬～36萬人次/d，2014年5月，客流增長至45.27萬人次/d，超過了2號線設(shè)計(jì)初期末(2014年)的客流總量31.4萬人次。2號線日均客流增長趨勢見圖1。

圖1 2號線日均客流增長趨勢

2號線運(yùn)營3年多來，客流增長較快，由開通時(shí)的日均14萬人次增長至目前(2014年5月)的約45.27萬人次，增長了3.19倍，客流強(qiáng)度增長至2.18萬人次/km，特別是2013年9月1號線運(yùn)營后，與2號線在北大街形成十字換乘，客流量出現(xiàn)跳躍。2號線的運(yùn)營達(dá)到國內(nèi)城市地鐵首條線運(yùn)營初期客流強(qiáng)度非常好的水平。

3 現(xiàn)狀運(yùn)營方案及能力適應(yīng)性分析

3.1 現(xiàn)狀運(yùn)營方案

根據(jù)現(xiàn)狀客流特征，地鐵運(yùn)營部門制訂了具有針對性的運(yùn)營方案:目前列車按“北客站—會(huì)展中心”1個(gè)交路運(yùn)行，列車運(yùn)行圖進(jìn)行了多次調(diào)整，運(yùn)行間隔從剛開通的9min20s縮短到目前的早高峰5min22s，運(yùn)營計(jì)劃從剛開通的全日就1個(gè)列車運(yùn)行間隔到分高峰、平峰和低峰期不同的運(yùn)行間隔，以及分工作日、非工作日和節(jié)假日的列車運(yùn)行圖等運(yùn)營計(jì)劃。

3.2 運(yùn)營方案的運(yùn)能適應(yīng)性分析

目前，工作日早高峰時(shí)段開行列車10.5對，上線運(yùn)營16列運(yùn)用列車，行車間隔5min22s，列車旅行速度31.05 km/h。2號線一期工程工作日周一運(yùn)行圖主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

客流在工作日呈雙峰形態(tài)，早高峰略高于晚高峰，最大高峰小時(shí)為7:30—9:30，高峰系數(shù)為12.37%。早高峰時(shí)段上線列車16列，開行列車10.5對，運(yùn)輸能力為15 330人次/h，而目前實(shí)際早高峰客流為16 245人次/h，列車處于擁擠狀態(tài);晚高峰時(shí)段上線列車15列，開行列車10對，運(yùn)輸能力為14 600人次/h，而實(shí)際晚高峰客流為15 315人次/h，高于晚高峰運(yùn)營方案的運(yùn)能，其他時(shí)段列車內(nèi)客流狀態(tài)較好，見圖2。

客流在周末呈單峰形態(tài)，從早上運(yùn)營開始逐漸爬升，17:00—19:00達(dá)到高峰后逐漸回落，高峰小時(shí)為17:30—18:30，高峰系數(shù)為9.98%。高峰時(shí)段上線列車15列，開行列車10.5對，運(yùn)輸能力為15 330人次/h，而目前實(shí)際周末最高峰客流為14 857人次/h，低于高峰運(yùn)營方案的運(yùn)能，周末列車開行方案的列車能力有富余，見圖3。

4 原設(shè)計(jì)客流指標(biāo)

2號線現(xiàn)狀運(yùn)營客流與預(yù)測指標(biāo)對比見表2。

從總體上看，在南延段(6 km)還沒開通的情況下，2號線2014年實(shí)際客流指標(biāo)均超出預(yù)測值，故2號線依據(jù)預(yù)測客流初期設(shè)計(jì)配置的列車不能滿足現(xiàn)狀運(yùn)營的需要，需進(jìn)一步研究2號線今后的客流增長趨勢。

表1 2號線現(xiàn)狀運(yùn)行主要技術(shù)指標(biāo)

圖2 工作日客運(yùn)能力與客流匹配情況

圖3 周末日客運(yùn)能力與客流匹配情況

表2 2號線現(xiàn)狀客流與預(yù)測指標(biāo)對比

5 客流增長趨勢預(yù)測

西安市目前軌道交通正處于集中發(fā)展建設(shè)時(shí)期，3號線一期工程、4號線全線正在建設(shè)，5號線一期工程、6號線一期工程、臨潼線均進(jìn)行前期設(shè)計(jì)，至2018年底將開通運(yùn)營7條線路，通車總里程約204.53 km，將對地鐵2號線的客流產(chǎn)生巨大的影響。

通過分析城市規(guī)劃及相關(guān)條件變化對地鐵2號線運(yùn)營客流的影響，對2013年現(xiàn)狀客流分析且結(jié)合1號線開通運(yùn)營后產(chǎn)生的客流情況，預(yù)測2號線客流增長趨勢，預(yù)測結(jié)果見表3和圖4。

表3 2號線預(yù)測年度客流預(yù)測指標(biāo)

圖4 預(yù)測年度客流增長趨勢

從圖4的客流增長趨勢看，2號線開通后2年多以來，客流呈現(xiàn)較快的增長態(tài)勢，至2018年，每隔1～2年都會(huì)有新建成線路投入運(yùn)營，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營逐步形成，客流呈現(xiàn)階梯狀快速增長趨勢。2013年9月，1號線建成通車運(yùn)營，2號線的現(xiàn)狀客流猛增50%，高峰高斷面增長約20%;2014年，2號線南延段建成，預(yù)測客流將比2013年增加24.4%，高峰高斷面增加17%;2016年，3號線建成運(yùn)營，2018年6月，6號線一期工程建成運(yùn)營，2018年底5號線一期工程、臨潼線建成運(yùn)營，日均客流增長至70.58萬人次，高峰高斷面增長至2.79萬人次/h。

6 擬增購列車方案

6.1 啟動(dòng)增購列車的必要性分析

在2013年9月1號線開通后，2條線路初步形成簡單的十字網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，客流增長迅猛，特別是現(xiàn)狀(2014年5月)2號線日均客流量已遠(yuǎn)超過客流預(yù)測的指標(biāo)。在工作日列車和部分車站出現(xiàn)擁擠，特別是早晚高峰小時(shí)列車擁擠嚴(yán)重。

目前，2號線配屬列車22列，只能滿足高峰小時(shí)開行10.5對(行車間隔5min22s)，運(yùn)輸能力為1.533萬人次/h的客流需求。根據(jù)本次客流預(yù)測，到2018年其他4條線路及臨潼線建成投入運(yùn)營，2號線早高峰小時(shí)最大客流斷面將達(dá)到2.79萬人次，因此必須增購車輛來提高運(yùn)輸能力。

目前，2號線一期工程配屬的22列車(包含4列檢修備用車)在高峰小時(shí)已經(jīng)全部上線運(yùn)營，只能滿足高峰小時(shí)開行列車10.5對/h，行車間隔5 min 22 s的水平。為了滿足客流需求，縮短行車間隔，必須增加運(yùn)用列車才能夠?qū)崿F(xiàn)。

地鐵車輛不像汽車，隨到隨買，它的專用性強(qiáng)，車輛廠家要根據(jù)招投標(biāo)的訂單設(shè)計(jì)制造，而且地鐵車輛不能隨意采購，根據(jù)國家規(guī)定，無論是新線購置車輛，還是運(yùn)營線路的車輛增購，都需上報(bào)省市、國家審批項(xiàng)目采購招標(biāo)方案。因此，從項(xiàng)目啟動(dòng)、審批、招投標(biāo)、到列車生產(chǎn)下線、再到列車調(diào)試好上線運(yùn)營，周期至少得兩年半，迫切需要啟動(dòng)列車增購計(jì)劃。

6.2 研究年度列車配屬需求分析

在滿足高峰小時(shí)客流需求的情況下，各研究年度需求的列車配屬數(shù)量匯總見表4。

表4 各研究年度列車配屬需求數(shù)量匯總

1)2015年列車配屬需求。預(yù)測2015年2號線高峰小時(shí)最大斷面客流約1.74萬人次/h，需開行列車14對，列車運(yùn)行間隔4.29 min，需要運(yùn)用列車25列，檢修備用5列，共需配屬30列，與現(xiàn)狀相差8列。

2)2016年列車配屬需求。2016年預(yù)測2號線高峰小時(shí)最大斷面客流約1.99萬人次/h，需開行列車16對，列車運(yùn)行間隔3.8 min，需要運(yùn)用列車28列，檢修備用6列，共需配屬34列，與現(xiàn)狀相差12列。

3)2017年列車配屬需求。2017年預(yù)測2號線高峰小時(shí)最大斷面客流將會(huì)達(dá)到2.32萬人次/h，需開行列車19對，列車運(yùn)行間隔3.16 min，需要運(yùn)用列車33列，檢修備用7列，共需配屬40列，與現(xiàn)狀相差18列。

4)2018年列車配屬需求。2018年預(yù)測2號線高峰小時(shí)最大斷面客流將會(huì)達(dá)到2.79萬人次/h，需開行列車22對，列車運(yùn)行間隔2.73 min，需要運(yùn)用列車39列，檢修備用8列，共需配屬47列，與現(xiàn)狀相差25列。

6.3 擬增購列車方案

6.3.1 增購方案計(jì)劃

增購車輛審批時(shí)間長、手續(xù)復(fù)雜，且廠家的生產(chǎn)周期較長、價(jià)格浮動(dòng)較大。如果按每年的車輛缺口逐年進(jìn)行增購，不但車輛上線周期較長，增購費(fèi)用也較高，同時(shí)每年進(jìn)行車輛調(diào)試還會(huì)增加運(yùn)營成本。

合理安排購車計(jì)劃一方面能夠滿足2號線運(yùn)營的需求，簡化手續(xù);同時(shí)還能夠節(jié)省購置成本，提高運(yùn)營效率。結(jié)合各年度配屬車輛的缺口，同時(shí)考慮既有場段停放能力和改造周期，制訂合理的列車增購方案，擬按照2014年3月招標(biāo)分析時(shí)間節(jié)點(diǎn)，到2015年10月第1批列車到位。增購列車計(jì)劃安排見表5。

表5 2號線列車增購方案計(jì)劃

6.3.2 既有配屬列車能力適應(yīng)性分析

2014年至2015年10月，由于擬增購的車輛不能到位，且現(xiàn)狀已開行了高峰小時(shí)10.5對，5 min 22 s行車間隔的開行方案，故2號線南段運(yùn)營后，至少全線需要保持10.5對/h，5 min 22 s的行車間隔。2014年高峰小時(shí)維持10.5對/h開行方案，需要運(yùn)用列車22列，檢修備用4列，共需配屬列車26列。

目前，2號線實(shí)際共配屬列車22列，與需求相差4列。維持高峰小時(shí)10.5對列車開行方案，最大可滿足1.53萬人次/h斷面客流，經(jīng)分析，目前(2號線南延段沒開通前)2號線高峰最大斷面客流已經(jīng)超過現(xiàn)狀的最大運(yùn)輸能力，列車處于持續(xù)超載運(yùn)營狀況。

2014年底至2015年10月前，2號線的客流會(huì)持續(xù)增長，但由于3號線計(jì)劃在2016年投入運(yùn)營，故客流不會(huì)出現(xiàn)跳躍式增長，但仍然需持續(xù)超載運(yùn)營，這會(huì)給運(yùn)營管理造成很大的困難和壓力。

7 結(jié)論及建議

1)車輛性能參數(shù)。為保證2號線車輛整體運(yùn)營調(diào)配、檢查、維護(hù)、維修等工作的延續(xù)性，且保證盡快實(shí)現(xiàn)增購列車的生產(chǎn)，建議本次增購列車的各項(xiàng)性能參數(shù)保持與原設(shè)計(jì)采購的車輛性能保持一致，且動(dòng)拖比不變。

2)相關(guān)配套工程。增購列車方案主要受制于原設(shè)計(jì)和實(shí)施的車輛段、停車場的停放和檢修能力，車站、區(qū)間及段場內(nèi)的通信、信號、供電系統(tǒng)等相關(guān)工程的承載能力。故需同步研究既有的段、場、設(shè)備、設(shè)施等能否滿足增購列車上線運(yùn)營的需求，若不能滿足則需進(jìn)行同步改造，以免列車增購成功后，受制于這些因素而不能及時(shí)投入使用。

3)增購列車的匹配性。增購列車工程配套的無線通信系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)等設(shè)備與2號線既有的系統(tǒng)存在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，故這部分設(shè)備采購時(shí)不宜進(jìn)行招標(biāo)，只能采購原設(shè)備廠商，建議與原集成商進(jìn)行談判后直接采購。

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