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        西安地鐵3號線客流特征及運(yùn)營方案優(yōu)化研究

        2018-07-24 12:27:16張建平
        城市軌道交通研究 2018年7期
        關(guān)鍵詞:交路工作日高峰

        張建平 龐 瑾

        (中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,710043,西安//第一作者,高級工程師)

        客流需求是制定地鐵運(yùn)營方案的依據(jù),研究地鐵運(yùn)營方案與客流需求的匹配性是評價與優(yōu)化運(yùn)營方案、提高運(yùn)營效率和服務(wù)水平的關(guān)鍵。目前,西安地鐵3號線的運(yùn)營方案不盡合理,主要表現(xiàn)在早高峰時段下行擁擠、平峰時段客流滿載率過低、車底運(yùn)用不合理等方面。3號線是西安首條實施大小交路運(yùn)營的線路,目前缺乏對該線客流特征和運(yùn)營匹配性的研究。本文以西安地鐵3號線實測運(yùn)營數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過研究其客流特征,分析運(yùn)營方案與客流需求的匹配性,研究運(yùn)營方案存在的問題并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施,為3號線運(yùn)營組織優(yōu)化提供依據(jù)。

        1 西安地鐵3號線概況

        西安地鐵3號線于2016年11月8日開通,是西安市開通運(yùn)營的第3條地鐵線路。線路西南起自魚化寨站,東北止于保稅區(qū)站,運(yùn)營里程38.0 km,設(shè)置車站26座,與已開通運(yùn)營的1號線、2號線分別在通化門站、小寨站換乘。西安地鐵3號線線路走向及車站設(shè)置如圖1所示。

        圖1 西安地鐵3號線線路圖

        2 西安地鐵3號線客流特征

        2.1 全日分時客流特征

        西安地鐵3號線工作日、非工作日和節(jié)假日的客流時間分布特征存在明顯差異(見圖2)。工作日客流存在明顯的“雙駝峰”;非工作日、節(jié)假日無明顯早、晚高峰,17:00—20:00為高峰時段,且峰值遠(yuǎn)小于工作日。

        工作日早高峰出現(xiàn)在8:00—9:00,早高峰小時系數(shù)14.1%;晚高峰出現(xiàn)在18:00—19:00,晚高峰小時系數(shù)10.6%,早高峰客流明顯高于晚高峰。非工作日和節(jié)假日客流特征相似,全日客流分布較為均衡,最大高峰小時系數(shù)僅8%。

        圖2 西安地鐵3號線全日分時客流特征

        2.2 斷面客流分布特征

        2.2.1 工作日高峰小時斷面客流特征

        工作日早、晚高峰斷面客流分布如圖3、圖4所示。由圖3、圖4可見:早高峰(8:00—9:00)最大斷面客流量高于晚高峰(18:00—19:00);早高峰下行斷面客流整體高于上行客流,下行客流以通勤客流為主,晚高峰反之,斷面客流呈現(xiàn)方向不均衡性;早、晚高峰上、下行最大客流斷面均是吉祥村站—小寨站斷面,魚化寨站—小寨站區(qū)段客流逐漸增加,小寨站—辛家廟站區(qū)段客流較高且平穩(wěn),辛家廟站—保稅區(qū)站區(qū)段客流為全線最少。

        圖3 西安地鐵3號線周一早高峰斷面客流

        圖4 西安地鐵3號線周一晚高峰斷面客流

        2.2.2 非工作日及節(jié)假日高峰小時斷面客流特征

        非工作日斷面客流總體較工作日低,如圖5所示(以周六為例)。由圖5可見,高峰小時最大斷面客流出現(xiàn)在上行,斷面客流位置分布特征與工作日類似。

        節(jié)假日最大斷面客流高于周末,低于工作日,如圖6所示。由圖6可見:上行客流高峰時段出現(xiàn)在10:00—11:00,最大斷面客流為8 945人次/h,位置在吉祥村站—小寨站區(qū)間;下行高峰時段出現(xiàn)在18:00—19:00,最大斷面客流為10 129人次/h,位置在大雁塔站—小寨站區(qū)間。

        圖5 西安地鐵3號線周六高峰斷面客流

        圖6 西安地鐵3號線節(jié)假日高峰斷面客流

        3 西安地鐵3號線運(yùn)營方案匹配性分析

        3.1 列車運(yùn)行交路

        西安地鐵3號線列車采用大小交路運(yùn)行,如圖7所示。魚化寨站—保稅區(qū)站為大交路,全線運(yùn)行26站;魚化寨站—香湖灣站為小交路,運(yùn)行21站。3號線早、晚高峰斷面客流分布不均衡,分布特征如圖3、圖4所示。其中辛家廟站—保稅區(qū)站高峰小時斷面客流小于3 500人次?,F(xiàn)行小交路基本符合客流特征,而在辛家廟站—香湖灣站的4個區(qū)間存在運(yùn)能虛糜。

        圖7 西安地鐵3號線列車運(yùn)行交路圖

        3.2 全日行車計劃

        西安地鐵3號線列車采用B型車6輛編組,參考文獻(xiàn)[5]并結(jié)合國內(nèi)各城市地鐵實際運(yùn)營情況,本文選取5人/m2的站立標(biāo)準(zhǔn),每列定員1 244人。基于此的3號線現(xiàn)狀運(yùn)營方案如表1所示。

        表1 西安地鐵 3號線現(xiàn)狀運(yùn)營方案

        工作日和非工作日高峰小時運(yùn)能與客流匹配情況如圖8、圖9、圖10所示。工作日早高峰小交路運(yùn)能為18 660人次/h,香湖灣站—保稅區(qū)站運(yùn)能為6 220人次/h;下行小寨站—吉祥村站、吉祥村站—太白南路站兩區(qū)間斷面客流超過運(yùn)能,分別為20 238人次/h和19 446人次/h,滿載率分別為1.08和1.04。該段列車處于擁擠狀態(tài),其他區(qū)段運(yùn)能遠(yuǎn)高于客流量。工作日晚高峰運(yùn)能與早高峰相同,全線斷面客流均小于運(yùn)能,最大滿載率僅為0.82。

        圖8 西安地鐵3號線周一早高峰運(yùn)能與客流匹配情況

        非工作日高峰小交路運(yùn)能為16 586人次/h,香湖灣站—保稅區(qū)站運(yùn)能為8 293人次/h,上、下行客流均遠(yuǎn)小于運(yùn)能,全線滿載率低于0.54,運(yùn)能富余。

        圖10 西安地鐵3號線非工作日運(yùn)能與客流匹配情況

        4 西安地鐵3號線運(yùn)營組織優(yōu)化

        4.1 現(xiàn)狀運(yùn)營方案存在問題分析

        結(jié)合西安地鐵3號線的客流特征分析、運(yùn)營方案與客流匹配情況可知,3號線現(xiàn)狀運(yùn)營方案存在以下問題:

        (1)工作日高峰小時上、下行斷面客流分布不均衡,早高峰下行斷面客流整體高于上行,方向不均衡系數(shù)為1.27;晚高峰反之,方向不均衡系數(shù)為1.21。高峰行車計劃采用上、下行成對發(fā)車方案,早高峰上行、晚高峰下行運(yùn)能存在較大富余。

        (2)工作日早高峰上、下行滿載率大于0.50的區(qū)間數(shù)占比分別為16%、44%;晚高峰該值分別為24%、4%;非工作日高峰該值分別為4%、0%。由此可知,現(xiàn)狀運(yùn)能浪費(fèi)較為嚴(yán)重。

        (3)小交路終點(diǎn)站為香湖灣站,辛家廟站為客流突變點(diǎn),辛家廟站—保稅區(qū)站斷面客流均低于3 500人次/h,因此在辛家廟站—香湖灣站的4個區(qū)間存在運(yùn)能虛糜,小交路終點(diǎn)位置的選擇有待優(yōu)化。

        4.2 運(yùn)營優(yōu)化分析

        (1)針對工作日上、下行客流不均衡問題,可在早高峰下行方向加開列車,減少上行上線列車;晚高峰上行方向加開列車,減少下行上線列車。

        (2)針對目前客流狀況,可適當(dāng)減少工作日晚高峰、非工作日高峰上線列車數(shù),減少運(yùn)能浪費(fèi)。對于香湖灣站—保稅區(qū)站區(qū)間斷面客流極小的情況,除周末高峰外,發(fā)車間隔均超過10 min,為了保持一定的服務(wù)水平,結(jié)合文獻(xiàn)[6]對運(yùn)營組織的要求,暫不作調(diào)整。

        (3)依據(jù)斷面客流,小交路終點(diǎn)站合理位置可向城區(qū)推進(jìn),設(shè)置在辛家廟站,小交路運(yùn)營長度將從29.8 km縮短至22.8 km,減少辛家廟站—香湖灣站區(qū)段運(yùn)能浪費(fèi)。

        4.3 優(yōu)化效果分析

        根據(jù)斷面客流并參考文獻(xiàn)[6],對西安地鐵3號線運(yùn)營方案進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化前后各指標(biāo)對比如表2所示。

        (1)優(yōu)化后,工作日早晚高峰、非工作日高峰運(yùn)用列車數(shù)共減少8列。優(yōu)化了高峰小時運(yùn)力調(diào)配,在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下減少了運(yùn)營成本。

        (2)優(yōu)化后,工作日早高峰下行、晚高峰上行發(fā)車間隔縮小,早高峰上行、晚高峰下行發(fā)車間隔增大,提高了大客流方向的服務(wù)水平,更適應(yīng)客流方向不均衡現(xiàn)狀;非工作日客流較小,高峰發(fā)車間隔相應(yīng)增大。

        (3)優(yōu)化后,運(yùn)能更符合客流特征,最大滿載率較優(yōu)化前更為均衡,使得車內(nèi)擁擠和運(yùn)能富余情況同時得到改善。

        表2 西安地鐵3號線運(yùn)營方案優(yōu)化前后對比

        5 結(jié)語

        本文研究了西安地鐵3號線客流特征,并分析了該線運(yùn)營方案與客流的匹配性,總結(jié)了運(yùn)營方案存在的問題。為完善運(yùn)營方案,提高運(yùn)營效率,本文提出了更符合客流特征的運(yùn)營方案優(yōu)化措施,并從上線列車數(shù)、發(fā)車間隔、滿載率3個方面對優(yōu)化效果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,優(yōu)化后的運(yùn)營組織方案能更好地適應(yīng)3號線的客流特征,提高了高峰時段大客流方向的服務(wù)水平,并在保證運(yùn)營質(zhì)量的前提下減少了上線列車數(shù),節(jié)省了運(yùn)營成本,使車底運(yùn)用更為合理。

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