楊安安， 汪 波， 陳艷艷， 黃建玲,

(1.北京工業(yè)大學北京市交通工程重點實驗室， 北京 100124； 2.北京市交通信息中心， 北京 100161)

我國城市軌道交通多模式運營研究

楊安安1， 汪 波2， 陳艷艷1， 黃建玲1,2

(1.北京工業(yè)大學北京市交通工程重點實驗室， 北京 100124； 2.北京市交通信息中心， 北京 100161)

多模式運營是應對我國城市軌道交通客流需求多樣化，提高運營效率和服務水平的有效途徑?；趪獬晒Π咐岢鑫覈鞘熊壍澜煌▽嵤┒嗄Ｊ竭\營的內(nèi)涵。從多交路、快慢車組合、跨線運營這3種運營模式的特點出發(fā)，研究各運營模式的形式分類、客流特征、影響因素等適用條件。結(jié)合我國城市軌道交通的實際情況，給出我國實施多模式運營的建議，提出規(guī)劃階段就預留多模式運營的基本設備設施條件的必要性，并從運營時間選擇、空間設施改造等方面給出建議。

城市軌道交通； 多模式運用； 交路； 快慢車； 跨線運營

1 我國城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，客流急驟增長，出行特征越發(fā)復雜，表現(xiàn)在客流強度大、出行距離長，需求多樣化等特征越發(fā)突出。

以北京為例，根據(jù)AFC數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，2016年日均客運量超1 000萬人次，乘客平均出行距離約16 km。另一方面，乘客出行換乘系數(shù)居高不下，如北京城市軌道交通平均換乘系數(shù)達1.88，創(chuàng)全球最高，上海、廣州平均換乘系數(shù)約1.6。隨著國內(nèi)大城市地鐵建設不斷向市域、郊區(qū)拓展(如北京平谷線已延伸至河北境內(nèi)，通州副中心城市建設與完善)，乘客的出行距離以及中心與區(qū)域之間的客流交換量勢必還會不斷增長。

此外，運力運量不匹配，如平峰期多條線路滿載率低，運力浪費，以及中心城區(qū)車輛基地等基礎(chǔ)設施不能實現(xiàn)共享，征地壓力大、資源利用率較低等問題都是運營企業(yè)關(guān)注的重點問題。

從運營效率來看(見表1)，與國外典型城市相比，我國部分城市軌道交通在線網(wǎng)規(guī)模與客流量方面處于世界前列，但從單位吸引量這一指標來比較，并不占優(yōu)勢且遠低于東京、墨西哥等城市。

從現(xiàn)有的運營模式來看，我國普遍采用的是單一組織方式，如大交路、列車站站停、單線獨立運營等。在城市軌道交通發(fā)展初期，線路少，客流需求小，單一運營方式具有運營簡單、互不干擾等優(yōu)勢。邁入網(wǎng)絡化發(fā)展階段后，多樣化的客流需求對運營組織模式也提出了更高要求。

表1 國內(nèi)外典型城市軌道交通網(wǎng)絡規(guī)模與客流量對比[1-3]

共享、便捷、高效是城市軌道交通未來的發(fā)展趨勢。在此背景下，如何科學采用多種運營方式實施有效的運營供給側(cè)改革，以適應并匹配日益龐大的軌道交通網(wǎng)絡，提供網(wǎng)絡化、層次化、多樣化的運營組織服務，對提高我國城市軌道交通運營管理安全性與效率具有重要意義。

2 多模式運營案例與內(nèi)涵

綜合應用多種運營模式的研究在國內(nèi)尚處于起步階段，在國外典型城市已進行了很多研究，且有了成熟應用，其成功經(jīng)驗值得深入分析與借鑒。

以日本東京[1]最為典型，東京都區(qū)部已開通12條地鐵線，有9條實現(xiàn)了與郊區(qū)鐵路的相互跨線直通。根據(jù)跨線列車所占比例的不同，分全直通類和均勻直通類。前者只為直通列車提供通道，僅運營極少量或基本不運營地鐵獨立列車，如淺草線(岳泉寺至押上)半藏門線、南北線；后者獨立運營列車和跨線直通列車班次均占有一定比例，如有樂町線、副都心線。根據(jù)平峰高峰客流需求不同，有高峰直通列車，直通列車班次占總班次的比例在通勤高峰時段高，在平峰時段低。如淺草線(西馬込至岳泉寺)、新宿線。

通過提供上述多層次的跨線直通列車，有效提高了東京城市內(nèi)部通道、車輛基地等的資源利用率、緩解換乘站客流壓力，增強軌道出行吸引力。以私鐵東武東上線為例，在市內(nèi)與2條地鐵全線直通，在全長129 km范圍內(nèi)乘客不用換乘就可以直達。

東京軌道交通列車停站方式更是豐富多樣，僅東武東上線上就開行包括普通、準急、特急在內(nèi)的6種列車，京成線上開行7種列車。此外，多交路運營普遍應用于多條線路，如新宿線、池袋線、押上線等。

東京都市圈主要放射線路平均運距13～15 km，其多層次、多樣化的列車組織模式、服務水平與效率值得研究與學習。

巴黎[4-5]也是多模式運營的典型城市，以快鐵(RER)為例，快鐵(RER)運營長度達110多km，在中心城區(qū)不同線路列車通過共線實現(xiàn)跨線運行。巴黎城市軌道交通尤以高效的快慢車聞名，可根據(jù)客流需求靈活設置。如快鐵RER-A的A4的分支就具有4個運營方案，即每站都停的慢車、只停主要站點的快車、只停主要站點和次要站點的車以及為保證主線需求而在中途折返的車次。巴黎市區(qū)的地鐵系統(tǒng)服務半徑為6 km，而巴黎大區(qū)擁有服務半徑60 km的系統(tǒng)，從郊區(qū)終點到達市區(qū)的時間平均在45 min，運營方式值得學習。

德國的慕尼黑地鐵[6]，共軌運營是其最大特點。不同線路之間均有共軌區(qū)段，其中U7完全使用既有的U1、U2、U5軌道，當乘客在U1的某站上車，不用換乘就可以在U2的某站下車，極大地節(jié)約了時間。該市地鐵由6條線路構(gòu)成，而接軌點就多達8處。

借鑒國外城市軌道交通運營成功經(jīng)驗，在此提出我國實施多模式運營的內(nèi)涵：基于我國城市軌道交通共享、便捷、高效的發(fā)展趨勢，以提高乘客服務水平，共享設施設備，提升運營效益為目的，與單一運營模式相對應，綜合應用大小交路、快慢車組合、跨線運營等多種技術(shù)的運營組織方法。

3 多模式運營特征分析

3.1 多交路

多交路設置的原則是基于客流需求分布特征，通過多交路的組合，減少運用車數(shù)量，提高車體利用率，從而實現(xiàn)運營成本和乘客服務水平的最佳平衡。多交路設置必然會增加運營組織的難度，以及跨區(qū)域出行乘客的換乘時間，易使乘客難以辨別，出現(xiàn)坐錯車的現(xiàn)象。因此，一般線路上運營交路數(shù)不宜過多，一般不超過3條。

將單條線路的客流特征進行分類，以及適應交路的形式進行整理，結(jié)果見表2。

另外，還有適合于環(huán)線線路的環(huán)線交路，運輸組織相對簡單，這里不再介紹。需要指出的是，上述只是多交路的基本形式。在實際運輸中，單條線路上并不只有這幾種交路的形式，可以對各種典型的交路形式進行靈活組合。

表2 多交路形式與特征

3.2 快慢車

在大力建設城市軌道交通網(wǎng)絡的背景下，隨著交通出行距離的不斷增加，我國城市軌道交通長距離出行的乘客比例也在增加，對軌道交通快線的訴求越發(fā)強烈。開行非站站停的快車，可實現(xiàn)城市軌道交通線路上某些大站之間的快速直達。站站停慢車與大站?？燔噧?yōu)缺點對比如表3所示。

表3 快慢車特征對比

3.3 跨線運營

跨線運營是指相互銜接的2條或多條軌道交通線路上，列車可從一條線路運行到另一條線路上的一種運營組織方式。實施跨線運營優(yōu)勢如下：

1) 滿足乘客多樣化的客流需求；

2) 減小乘客換乘、提高乘客直達性，緩解換乘站安全運營管理壓力；

3) 實現(xiàn)了不同線路的設施設備共享，提高了資源利用率，如不同線路之間可以共享車輛段。

3.3.1 跨線形式

現(xiàn)有研究對跨線形式的分類各異，綜合國內(nèi)外的運營案例，整理出3種基本形式，見表4。

表4 跨線運營分類與特征

3.3.2 影響因素

1) 客流需求。

由日本東京經(jīng)驗[10]可知，從客流總量上分析，過軌站換乘客流需求均超過1.5萬人次/d；從比例上看，過軌客流占近市區(qū)斷面客流50%以上，是斷面客流的主要組成。這給我國實施跨線運營提供一定的參考。

2) 設備設施[11]。

線路：增設聯(lián)絡線將兩條線路連接起來；軌距統(tǒng)一；統(tǒng)一限界，以適應車輛等設備尺寸的差異；過軌站改建至同一標高，增設或擴展站臺及折返線。

供電：統(tǒng)一供電方式(架空、剛體、第三軌)，重新配置供電設備及供電能力。

通信及控制系統(tǒng)：采用同種閉塞方式、列車控制系統(tǒng)，或者改造使之相互兼容。

車輛：由于通信、信號、安保等設備型號制式不同，需要對列車進行改造。

4 應用與建議

多模式運營需以一定的設施設備條件為基礎(chǔ)，我國城市軌道交通在新線規(guī)劃時應充分考慮遠期客流需求，以前瞻視角進行科學論證，必要時預留多模式運營的基本設備設施條件，避免日后高成本改造。

4.1 多交路

多交路運營在我國逐漸得到重視，多應用于線網(wǎng)規(guī)模較大的城市，目前北京4號線與大興線，上海、廣州地鐵3號線等早高峰都采用大小交路運營。

北京地鐵10號線北段客流較多，西段和南段客流較少，最大斷面比最小斷面的客流多1倍以上?？土鞯牟痪獬潭容^高，運用單一交路造成了運力浪費，目前地鐵運營公司正在研究論證運用大小交路嵌套模式運營。

4.2 快慢車

目前，我國北京地鐵6號線、上海地鐵16號線、廣州地鐵14、21號線采用快慢車。無越行條件是快慢車得以應用的主要障礙。

對于既有線，受越行條件的限制，可考慮在發(fā)車間隔較大的平峰期，實現(xiàn)無越行的快慢車組合。對于新建線路，尤其是中長服務距離的市域線，應從規(guī)劃階段考慮客流成熟之后預留開行快慢車的越行線配置的技術(shù)條件。

4.3 跨線運營

目前國內(nèi)，重慶充分考慮到未來跨線的需要，在“規(guī)劃階段”預留了跨線的條件。北京地鐵昌平線與8號線跨線貫通的可行性與必要性也在論證中，以期減少西二旗換乘站客流的壓力。其他大城市如上海、廣州等也在積極研究與探索。就跨線運營，提出以下2點建議：

1) 城市的中心城區(qū)功能聚集，線網(wǎng)密度大，土地利用緊湊，過軌站點改造難度大、成本高。建議過軌點選在具有多功能組團，且易于改造的地鐵線路末端。

2) 大運量需求下，跨線運營會造成線路通行能力的下降，要求線路能力有一定的冗余。以北京為例，目前北京地鐵客流高速增長，高峰期間運能明顯不足，大部分線路飽和。建議平峰期間增加跨線運營次數(shù)，提高線路、車輛等設施設備的利用率。

綜上，多種運營模式，都是為了更好地滿足多樣化的客流需求，達到提高服務水平與運營效益的目的。但各種運營模式并不是相互獨立的，應根據(jù)具體情況綜合應用。

多交路與快慢車相結(jié)合(見圖1)：嵌套交路模式，開行大交路列車在小交路區(qū)段大站停，非小交路區(qū)段站站停，滿足客流需求的同時可加快大交路區(qū)段列車的周轉(zhuǎn)速度，平衡運能并降低運營成本。

圖1 多交路與快慢車相結(jié)合Fig.1 Combination of multi-routing and express/local trains

跨線運營與快慢車相結(jié)合(見圖2)：服務于遠郊的市域線，線路距離長，客流吸引范圍廣，若跨線接入中心區(qū)地鐵，再結(jié)合客流分布特征，設置大站快車，產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟效益會更加明顯。

圖2 跨線運營與快慢車相結(jié)合Fig.2 Combination of inter-lines and express/local trains

跨線運營與單線多交路相結(jié)合(見圖3)：在客流較大的非共線區(qū)段插入小交路，加快該區(qū)段列車的流轉(zhuǎn)速度，緩解該區(qū)段的客流壓力，降低運能的不平衡性帶來的負面影響，從而有效利用線路資源、擴大服務范圍。

圖3 跨線運營與單線多交路相結(jié)合Fig.3 Combination of inter-lines and multi-routing mode

5 結(jié)語

隨著我國城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，城市通勤范圍逐漸擴大，外圍至城市中心客流也逐漸上升，多模式運營是靈活應對城市發(fā)展可能出現(xiàn)的需求變化的必然選擇。本文結(jié)合國外多模式運營的成功經(jīng)驗，分析多交路、快慢車以及跨線運營的特征，并給出在我國的適應性分析。主要結(jié)論如下：

1) 多模式運營的內(nèi)涵不局限于上述3種運營模式，它囊括任何科學有效的運營模式且各運營模式并不是獨立的，應結(jié)合具體客流特征，設施設備條件等影響因素，綜合應用。

2) 多模式運營，在提高服務水平和運營效率的同時也增加了運營組織的復雜度，對乘客引導工作要求較高，因此行車方案不宜過多、過復雜。

3) 多模式運營模式下，列車相互交叉干擾，對線路的整體通行能力都大打折扣。高峰期我國大城市軌道交通線路多數(shù)飽和，運力明顯不足。建議在平峰期有一定冗余能力的前提下運營，以探索其適用性。

4) 設施設備改造難度大、成本高是我國城市軌道交通既有線路實施多模式運營最大的障礙。在新線規(guī)劃階段，應充分考慮多模式運營的可能性，預留必要的站線布置、制式統(tǒng)一等基本條件。

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Multi-modeOperationforUrbanRailTransitinChina

YANGAnan1,WANGBo2,CHENYanyan1,HUANGJianling1,2

(1.Beijing Key Laboratory of Traffic Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124; 2.Beijing Transportation Information Center, Beijing 100161)

Multi-mode operation is an effective way to improve operation efficiency and service level under the circumstances of diversified passenger demands. Based on the analysis of successful cases abroad, the connotation of multi-mode operation of urban rail transit (URT) in China is put forward. Then, from the aspects of the characteristics of the three modes, and including multi-routing modes, express/local trains, and inter-line modes, the classification of forms, passenger flow characteristics, and influencing factors are studied. Finally, combined with the actual situation of URT in China, suggestions about the applicability of multi-mode operation in China are given. It is pointed out that it is necessary to prepare and reserve the basic equipment and facilities for multi-mode operation in the planning stages. Suggestions about operation time selection and facilities renovation are given as well.

URT; multi-mode; multi-routing; express/local trains; inter-line operation

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.06.018

U231

A

1672-6073(2017)06-0099-05

2017-03-17

2017-09-01

楊安安，女，博士研究生，從事城市軌道交通運營方面的研究，yanganan778@126.com

交通部建設科技項目(2015318J37130); 北京市自然科學基金重點項目(8131001)

(編輯：曹雪明)