向 蕾，葉霞飛

(1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804；2.成都市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，四川成都61041)

0 引言

中國(guó)的超大、特大城市往往采用多中心、組團(tuán)式的城市空間結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生了郊區(qū)組團(tuán)與市區(qū)之間大規(guī)模、長(zhǎng)距離的通勤、通學(xué)出行需求。因此，建設(shè)以快速聯(lián)系市區(qū)和郊區(qū)為目的的市域線十分必要。市域軌道交通線路(以下簡(jiǎn)稱“市域線”)有快速運(yùn)送市郊居民和兼顧沿線客流兩個(gè)主要功能，當(dāng)市域線伸入市區(qū)后，由于市區(qū)段的客流集散點(diǎn)一般較密，如果仍然按照市區(qū)線的特點(diǎn)進(jìn)行車站設(shè)置，且采用傳統(tǒng)的站站停模式，則必然會(huì)導(dǎo)致市域線的旅行速度降低。如何使市域線在市區(qū)段既能服務(wù)于沿線客流又能保證快速直達(dá)功能是一個(gè)很重要的問題。理論上四線并行模式和雙線越站模式均能滿足上述功能。

四線并行模式，即在市區(qū)段修建兩條線路，一條市區(qū)線和一條市域線，市區(qū)線按小站間距進(jìn)行車站設(shè)置，可照顧到沿線所有客流集散點(diǎn)，市域線按照大站間距進(jìn)行車站設(shè)置，可保證較高的旅行速度[1-2]。雙線越站模式，即在市區(qū)段只修建一條線路，在該段線路上采用快慢車運(yùn)營(yíng)的模式，快車只停大站，可保證市域線的旅行速度；慢車為站站停，可充分照顧到沿線客流。如何對(duì)這兩種模式進(jìn)行選擇，目前還沒有一個(gè)明確的方法。在四線并行模式下，如何設(shè)置市域線在市區(qū)段的車站對(duì)于實(shí)現(xiàn)市域線和市區(qū)線的整體最優(yōu)十分重要，但也少有學(xué)者對(duì)這個(gè)方面進(jìn)行研究和探討?；谏鲜霰尘埃芯渴杏蜍壍澜煌ㄊ袇^(qū)段的線路和車站規(guī)劃方法十分必要。本文將對(duì)四線并行模式下市域線市區(qū)段的車站設(shè)置方法進(jìn)行詳細(xì)研究，并建立雙線越站模式和四線并行模式適用性的定量評(píng)價(jià)方法。

1 四線并行模式下市域線市區(qū)段的車站設(shè)置方法

四線并行模式包括兩種情況：1)通道內(nèi)市區(qū)線已建且運(yùn)能飽和的條件下，需要再修建一條市域線與之并行，以滿足通道內(nèi)的客流需求；2)通道內(nèi)尚未修建任何軌道交通線路，但由于交通需求量很大，因此在規(guī)劃階段即選擇四線并行模式，其中一條為市域線。

第一種情況下市區(qū)線的車站設(shè)置方案已知，假設(shè)第二種情況下市區(qū)線的車站設(shè)置方案也已確定，則市域線市區(qū)段的車站應(yīng)結(jié)合已知的市區(qū)線車站分布情況進(jìn)行設(shè)置。由于市區(qū)線在進(jìn)行車站設(shè)置時(shí)已經(jīng)照顧到沿線所有客流集散點(diǎn)，并且考慮到市域線與市區(qū)線的銜接，因此市域線市區(qū)段的車站位置應(yīng)從并行段市區(qū)線的車站集合中進(jìn)行選取。

市域線主要有以下兩個(gè)功能：1)服務(wù)于郊區(qū)客流，使郊區(qū)客流能夠快速直達(dá)市區(qū)，因此市域線市區(qū)段的車站應(yīng)為郊區(qū)客流在市區(qū)的主要乘降站；2)市域線市區(qū)段承擔(dān)快線功能，與市區(qū)線共同服務(wù)于市區(qū)段的客流，緩解市區(qū)線的客流壓力[3]，因此市域線市區(qū)段的車站設(shè)置應(yīng)能降低市區(qū)線高峰小時(shí)單向最大斷面的客流值，緩解高斷面的擁擠程度?；谝陨戏治觯木€并行模式下市域線市區(qū)段的車站設(shè)置可以分為以下幾個(gè)階段進(jìn)行。

1.1 車站方案生成

1.1.1 考慮郊區(qū)客流直達(dá)市區(qū)

市域線的功能之一是使郊區(qū)客流可以快速直達(dá)市區(qū)，因此市域線市區(qū)段的車站應(yīng)為郊區(qū)客流在市區(qū)乘降量較大的車站。市域線在市區(qū)段設(shè)站與否會(huì)對(duì)郊區(qū)車站到該站客流的出行時(shí)間帶來影響。以圖1為例，M為市區(qū)線車站，RJ為市域線郊區(qū)段車站，RS為市域線市區(qū)段車站。若在Mi站處設(shè)RSj站，則郊區(qū)客流可乘市域線直達(dá)RSj站；若在Mi站處不設(shè)市域線車站，則從郊區(qū)去往Mi站的客流需先乘市域線至RSj-1站，在該站換乘市區(qū)線至Mi站。兩種情況相比，設(shè)RSj站可節(jié)省該部分客流在RSj-1站的換乘時(shí)間，以及乘坐市域線RSj-1站—RSj站區(qū)段相對(duì)于乘坐市區(qū)線Mk站—Mi站區(qū)段節(jié)約的在車時(shí)間。為了節(jié)約更多的出行時(shí)間，應(yīng)優(yōu)先選擇郊區(qū)至市區(qū)全日客流量大的市區(qū)線車站設(shè)市域站，從而盡可能多地節(jié)省郊區(qū)至市區(qū)客流的總換乘時(shí)間。

圖1 中斷面①的客流即為郊區(qū)段至市區(qū)段的客流，這部分客流去往市區(qū)線的各個(gè)車站。對(duì)郊區(qū)段至市區(qū)線各個(gè)車站的全日客流進(jìn)行排序(并行段的起點(diǎn)RS1除外)，按照全日客流量的大小對(duì)市區(qū)線車站編號(hào)為RS(1)，RS(2)，…，RS(n-1)。從郊區(qū)客流直達(dá)市區(qū)的角度可生成市域線市區(qū)段的(n-1)個(gè)車站初步方案：

1.1.2 考慮市域線分擔(dān)市區(qū)線客流壓力

市域線的市區(qū)段承擔(dān)快線功能，與市區(qū)線共同服務(wù)市區(qū)段的客流，緩解市區(qū)線客流壓力，因此市域線市區(qū)段的車站設(shè)置應(yīng)能降低市區(qū)線高斷面的客流量，緩解高斷面的擁擠程度。以圖2為例，斷面圖為市區(qū)線高峰時(shí)段斷面客流情況，A站—B站區(qū)段的運(yùn)量大于運(yùn)能(即擁擠度＞10%)，市域線市區(qū)段的車站設(shè)置應(yīng)能分擔(dān)這部分客流，緩解這個(gè)區(qū)段的擁擠程度。

對(duì)上一節(jié)中得到的(n -1)個(gè)市域線市區(qū)段車站初步方案進(jìn)行客流預(yù)測(cè)，在某些車站分布方案下，市區(qū)線的高峰時(shí)段最大斷面客流量仍然大于運(yùn)能，說明該車站分布方案不能有效地分擔(dān)市區(qū)線的客流壓力，故剔除該類方案；在某些車站分布方案下，市區(qū)線高峰時(shí)段最大斷面客流量小于運(yùn)能，則對(duì)該類方案予以保留。

圖1 郊區(qū)至市區(qū)客流示意Fig.1 Passenger flow from suburban to urban area

值得注意的是，由于在第二種情況下，會(huì)根據(jù)線路的運(yùn)量來確定相應(yīng)的列車車型及編組，確保線路運(yùn)能大于運(yùn)量，不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)能小于運(yùn)量的情況。故在第二種情況下只需考慮郊區(qū)客流直達(dá)市區(qū)這個(gè)因素，生成市域線市區(qū)段的車站方案。

1.2 基于社會(huì)總成本最小的車站方案評(píng)價(jià)方法

本文選取建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本、車輛購置成本、乘客時(shí)間成本為指標(biāo)[4-5]，提出基于社會(huì)總成本最小的車站方案評(píng)價(jià)方法，成本指標(biāo)體系見圖3。

社會(huì)總成本是按社會(huì)折現(xiàn)率將計(jì)算期內(nèi)各年的成本折現(xiàn)到運(yùn)營(yíng)期初年的現(xiàn)值之和，即

式中：TC為社會(huì)總成本/萬元；Ct為第t年總成本/萬元； p為社會(huì)折現(xiàn)率，取8%；a為建設(shè)期；b為運(yùn)營(yíng)期。

圖2 市域線分擔(dān)市區(qū)線客流壓力Fig.2 The metropolitan rail transit line shares the passenger pressure of the urban rail transit line

圖3 成本指標(biāo)體系Fig.3 Cost index system

2 雙線越站模式與四線并行模式的評(píng)價(jià)方法

2.1 適用性分析

2.1.1 工程條件

大城市的市區(qū)往往已經(jīng)開發(fā)得比較成熟，街道縱橫交錯(cuò)，道路下方管線復(fù)雜，建筑物樁基密布，土地資源十分有限。市域線在市區(qū)段采用哪種設(shè)計(jì)模式還需要根據(jù)具體的工程條件來判斷。

若市域線采用雙線越站模式，則在市區(qū)段只需修建一條線路，對(duì)道路紅線寬度的要求較低。若市域線采用四線并行模式，則在市區(qū)段需修建兩條線路。若兩條線路為橫向并行(同一水平面)，則對(duì)道路紅線寬度的要求很高。若兩條線路為豎向并行(疊式)，則存在兩種情況：一種是兩條線路位于地下但不同標(biāo)高，這種情況對(duì)地質(zhì)條件的要求較高；一種是一條線路地下敷設(shè)，而另一條線路高架敷設(shè)，這種情況需要在市區(qū)段通道內(nèi)具備高架敷設(shè)的工程條件，例如道路具有較寬的中央綠化帶或道路一側(cè)具備用地條件。

2.1.2 客流條件

當(dāng)市域線市區(qū)段的客流量特別大，一條線路的運(yùn)能無法滿足客流需求時(shí)，應(yīng)采用四線并行模式。當(dāng)市域線市區(qū)段的客流量較大，兩種模式都能滿足其客流需求時(shí)，此時(shí)應(yīng)采用合理的評(píng)價(jià)方法來判斷應(yīng)該選擇何種設(shè)計(jì)模式。

2.2 模式選擇關(guān)鍵因素的影響分析

2.2.1 運(yùn)輸能力

軌道交通線路的運(yùn)輸能力與線路通過能力、車輛定員及列車編組數(shù)有關(guān)。在四線并行模式中，市區(qū)段的兩條線路相互獨(dú)立，互不干擾，一般情況下線路的通過能力可達(dá)30對(duì)·h-1。在雙線越站模式下，線路最大通過能力主要由列車最小追蹤間隔時(shí)間和最大停站時(shí)間決定，此外還受越行線設(shè)置、快慢車開行比例、區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的影響，通過能力相應(yīng)降低。

2.2.2 線路長(zhǎng)度

四線并行模式下的線路長(zhǎng)度等于市區(qū)線和市域線兩條線路的長(zhǎng)度之和。在雙線越站模式下，線路長(zhǎng)度除了包含正線的線路長(zhǎng)度外，還包括在越行站處設(shè)置越行線的線路長(zhǎng)度。越行站越行線的長(zhǎng)度與設(shè)置方案有關(guān)，按越行線路數(shù)可將越行站分為三線越行站和四線越行站。三線越行站又分為單側(cè)式、一島一側(cè)式、雙島式和雙側(cè)式4種(見圖4)；四線越行站又分為單島式、雙側(cè)式、內(nèi)側(cè)雙島式和外側(cè)雙島式4種(見圖5)。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體的客流條件和工程條件選取越行線的布置形式。

2.2.3 車輛選型及編組

車輛選型及編組主要由高峰小時(shí)單向最大斷面客流量Q決定。在Q給定的條件下，若選用雙線越站模式，假設(shè)快車的編組為mkc，一節(jié)車廂的定員為Ckc，一小時(shí)通過能力為Nkc；慢車的編組為mmc，一節(jié)車廂的定員為Cmc，一小時(shí)通過能力為Nmc，則需

由于快慢車在大站共用站臺(tái)，為了不造成運(yùn)能浪費(fèi)，快車和慢車采用相同的車型和編組，即mkc=mmc，Ckc=Cmc。假設(shè)快慢車比例為1:1，采用小站越行模式，追蹤間隔時(shí)間取90 s，列車停站時(shí)間取30 s，則快車和慢車的通過能力均為13對(duì)·h-1。假設(shè)高峰小時(shí)單向最大斷面客流量Q為6萬人次·h-1，則在雙線越站模式下采用8A的車型及編組可滿足客流需求。

若選用四線并行模式，假設(shè)市區(qū)線列車的編組數(shù)為msqx，一節(jié)車廂的定員為Csqx，通過能力為Nsqx；市域線列車的編組數(shù)為msys，一節(jié)車廂的定員為Csyx，通過能力為Nsyx。由于兩條線路互不干擾，因此通過能力均可達(dá)到30對(duì)·h-1。則需滿足條件

假設(shè)市區(qū)線高峰小時(shí)單向最大斷面客流量為4萬人次·h-1，市域線高峰小時(shí)單向最大斷面客流量為2萬人次·h-1，則市區(qū)線采用5A、市域線采用3A的車型及編組即可滿足客流需求。

2.2.4 車站規(guī)模

車站規(guī)模由車站長(zhǎng)度和車站寬度構(gòu)成。車站長(zhǎng)度與有效站臺(tái)長(zhǎng)度、設(shè)備用房長(zhǎng)度以及車站配線情況有關(guān)。列車的編組越長(zhǎng)，有效站臺(tái)長(zhǎng)度和車站長(zhǎng)度就越大。對(duì)于地下站來說，設(shè)配線的車站比不設(shè)配線的車站長(zhǎng)度更大；對(duì)于地面站和高架站來說，由于車站的建筑頂棚僅覆蓋有效站臺(tái)范圍，因此車站長(zhǎng)度與是否設(shè)配線無關(guān)。車站寬度與站臺(tái)寬度以及越行線的布置形式有關(guān)。站臺(tái)寬度與遠(yuǎn)期列車高峰小時(shí)單側(cè)的上下車客流量有關(guān)，單側(cè)上下車客流量越大，站臺(tái)寬度就越大。對(duì)于越行站來說，采用不同的越行線布置形式，對(duì)應(yīng)的車站寬度也有很大區(qū)別。

雙線越站模式在大站的上下車客流量較多，因此車站規(guī)模較大；越行站由于越行線的設(shè)置也會(huì)使得車站規(guī)模變大；其余車站的規(guī)模相對(duì)較小。四線并行模式由于有市區(qū)線和市域線兩條線路分擔(dān)客流，其市區(qū)線和市域線的列車編組比雙線越站模式的列車編組小，有效站臺(tái)長(zhǎng)度較短，因此單個(gè)車站的規(guī)模比雙線越站模式小。

2.2.5 配屬車輛數(shù)

軌道交通配屬車輛數(shù)由運(yùn)用車輛數(shù)、備用車輛數(shù)和檢修車輛數(shù)組成，運(yùn)用車輛數(shù)與高峰小時(shí)開行列車對(duì)數(shù)、列車周轉(zhuǎn)時(shí)間及列車編組數(shù)有關(guān)。具體的計(jì)算方法為

式中：Ny為運(yùn)用車輛數(shù)/輛；ngf為高峰小時(shí)開行列車對(duì)數(shù)/對(duì)；θlie為列車周轉(zhuǎn)時(shí)間/s，等于區(qū)間運(yùn)行時(shí)間、停站時(shí)間與兩端折返時(shí)間之和；m為列車編組輛數(shù)/輛。

對(duì)四線并行模式和雙線越站模式下的配屬車輛數(shù)進(jìn)行定性分析(見表1)。從編組來看，四線并行模式下列車的編組數(shù)小，雙線越站模式下列車編組數(shù)大。從高峰小時(shí)發(fā)車對(duì)數(shù)來看，四線并行模式下兩條線路互不干擾，通過能力大，發(fā)車對(duì)數(shù)多，雙線越站模式下線路的通過能力降低，發(fā)車對(duì)數(shù)較少。從周轉(zhuǎn)時(shí)間來看，四線并行模式下的市域線列車與雙線越站模式下的快車停站方式相同，周轉(zhuǎn)時(shí)間幾乎相等；四線并行模式下的市區(qū)線列車只在市區(qū)段站站停，雙線越站模式下的慢車在整條線上站站停，且在越行站還需要避讓快車，因此周轉(zhuǎn)時(shí)間比四線并行模式下市區(qū)線列車的周轉(zhuǎn)時(shí)間更長(zhǎng)。兩種模式下具體的配屬車輛數(shù)應(yīng)結(jié)合各自的編組數(shù)、高峰小時(shí)發(fā)車對(duì)數(shù)、周轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。

圖4 三線越行站越行線布置形式Fig.4 Layout of three-line overtaking station mode

圖5 四線越行站越行線布置形式Fig.5 Layout of four-line overtaking station mode

2.2.6 乘客出行時(shí)間

軌道交通的乘客出行時(shí)間由接駁時(shí)間、候車時(shí)間、在車時(shí)間和換乘時(shí)間4個(gè)部分構(gòu)成。假設(shè)兩種模式下采用軌道交通出行的總客流量不變，則兩種模式下的總接駁時(shí)間相同。乘客出行時(shí)間中主要隨模式變化的是候車時(shí)間、在車時(shí)間和換乘時(shí)間。

1）候車時(shí)間。

對(duì)于四線并行模式來說，市區(qū)站進(jìn)站客流的平均候車時(shí)間為市區(qū)線發(fā)車間隔的一半，市域站進(jìn)站客流的平均候車時(shí)間為市域線發(fā)車間隔的一半。對(duì)于雙線越站模式來說，乘坐快車的客流的平均候車時(shí)間為快車發(fā)車間隔的一半，乘坐慢車的客流的平均候車時(shí)間為慢車發(fā)車間隔的一半。由于四線并行模式下市區(qū)線和市域線獨(dú)立運(yùn)行、互不干擾，因此兩條線路的通過能力均能達(dá)到30對(duì)·h-1，發(fā)車間隔短，市區(qū)線乘客和市域線乘客的總候車時(shí)間較短。而在雙線越站模式下，線路的通過能力降低，在快慢車開行比例為1:1的條件下，快車和慢車的發(fā)車對(duì)數(shù)均只能達(dá)到13對(duì)·h-1，發(fā)車間隔長(zhǎng)，乘客的總候車時(shí)間較長(zhǎng)。

表1 兩種模式比較Tab.1 Comparison of two modes

圖6 四線并行模式的換乘時(shí)間Fig.6 Transfer time of the four-line parallel station mode

圖7 雙線越站模式的換乘時(shí)間Fig.7 Transfer time of the double-line overtaking station mode

2）在車時(shí)間。

軌道交通乘客的在車時(shí)間包括列車在區(qū)間的走行時(shí)間和在車站的停站時(shí)間兩個(gè)部分。雙線越站模式下的快車與四線并行模式下的市域線列車在兩個(gè)大站之間的區(qū)間走行時(shí)間幾乎相等，雙線越站模式下的慢車與四線并行模式下市區(qū)線列車在兩個(gè)小站之間的區(qū)間走行時(shí)間幾乎相等。對(duì)于列車在車站的停站時(shí)間來說，雙線越站模式下的快車和四線并行模式下的市域線列車在大站的停站時(shí)間相等，雙線越站模式下的慢車和四線并行模式下的市區(qū)線列車在非越行小站的停站時(shí)間相等，在越行小站由于慢車要避讓快車，因此其停站時(shí)間要比并行模式下市區(qū)線列車的停站時(shí)間更長(zhǎng)。總的乘客在車時(shí)間應(yīng)結(jié)合兩種模式下的客流情況進(jìn)行計(jì)算。

3）換乘時(shí)間。

四線并行模式下的換乘可分為兩類：郊區(qū)至市區(qū)的換乘，市區(qū)至市區(qū)的換乘。郊區(qū)至市區(qū)的換乘即乘客的出行起點(diǎn)位于郊區(qū)，出行終點(diǎn)位于市區(qū)段的市區(qū)站(非市域站)，即圖6中斷面1至B站這種類型的客流，乘客必須在B站前一個(gè)市域站換乘市區(qū)線才能到達(dá)目的地。這類換乘為必要性換乘，即必須通過一次換乘才能到達(dá)目的地。市區(qū)至市區(qū)的換乘即乘客的出行起點(diǎn)和終點(diǎn)均為市區(qū)，且起點(diǎn)和終點(diǎn)之間至少間隔兩個(gè)市域站，例如圖6中C站至E站的客流，這部分乘客既可以選擇市區(qū)線直達(dá)目的地，也可以選擇在CD段乘坐市域線然后在D站換乘市區(qū)線至E站的方式。這類換乘為選擇性換乘，即乘客可以根據(jù)自己的喜好和實(shí)際情況選擇是否換乘。

雙線越站模式下的換乘均為選擇性換乘，如圖7所示。郊區(qū)至市區(qū)小站的乘客可以乘坐慢車直達(dá)目的地，也可以乘坐快車至目的地前一個(gè)大站下車，然后換乘慢車至目的地。市區(qū)至市區(qū)的客流，若其起終點(diǎn)之間至少間隔兩個(gè)大站，例如圖中C站至E站的客流，乘客可以選擇慢車直達(dá)目的地，或者先乘坐快車至D站，然后在D站換慢車至E站。

雙線越站模式下的換乘均為同站臺(tái)換乘，乘客只需在站臺(tái)等候所要換乘的列車，因此換乘時(shí)間為乘客在站臺(tái)的等候時(shí)間，該時(shí)間與所等列車的發(fā)車間隔有關(guān)；四線并行模式下的換乘時(shí)間除了換乘等候時(shí)間外，還包括從市域站(或市區(qū)站)至市區(qū)站(或市域站)的換乘走行時(shí)間。雙線越站模式下的換乘均為選擇性換乘，換乘客流量較??；四線并行模式下郊區(qū)至市區(qū)的換乘為必要性換乘，換乘客流量較大。兩種模式下總的換乘時(shí)間需結(jié)合各自的換乘客流量以及換乘時(shí)間進(jìn)行計(jì)算得到。

2.2.7 運(yùn)營(yíng)可靠性

雙線越站模式是在一條線路上開行快慢車，因此任何一列快車或慢車出現(xiàn)了延誤或者事故，都將對(duì)整條線路的運(yùn)營(yíng)帶來影響；而四線并行模式是兩條線路(市區(qū)線和市域線)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，互不干擾，如果一條線路出現(xiàn)了延誤或者事故，另一條線路仍然可以正常運(yùn)營(yíng)，繼續(xù)為沿線客流服務(wù)。相比之下，四線并行模式的運(yùn)營(yíng)可靠性更優(yōu)。

2.3 兩種模式的適用性評(píng)價(jià)方法

當(dāng)市域線市區(qū)段的客流量較大，四線并行模式和雙線越站模式都能滿足其客流需求時(shí)，可對(duì)兩種設(shè)計(jì)模式的社會(huì)總成本進(jìn)行比較，從而得到在一定客流條件下市域線市區(qū)段的最優(yōu)設(shè)計(jì)模式。具體的成本評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和計(jì)算方法參見1.2節(jié)。

3 案例研究

某市計(jì)劃在市區(qū)的西北方向建立一個(gè)新城，并規(guī)劃一條市域軌道交通A線連接西北新城和市區(qū)，以解決市區(qū)與西北新城之間大規(guī)模、長(zhǎng)距離的通勤、通學(xué)需求。A線市區(qū)通道內(nèi)的預(yù)測(cè)需求較大，遠(yuǎn)期高峰小時(shí)單向最大斷面客流量為53 479人次·h-1，四線并行模式和雙線越站模式均能滿足A線的客流需求，同時(shí)兼顧服務(wù)沿線客流和保持較高旅行速度的特點(diǎn)。因此，A線選擇四線并行模式和雙線越站模式作為其備選設(shè)計(jì)模式。

3.1 四線并行模式下車站方案與社會(huì)總成本計(jì)算

A線郊區(qū)段至市區(qū)車站的全日客流量如表2所示。優(yōu)先選擇郊區(qū)至市區(qū)全日客流量大的市區(qū)線車站設(shè)市域站，生成市域線市區(qū)段的車站備選方案(見表3)，從而盡可能多地節(jié)省郊區(qū)至市區(qū)客流的換乘時(shí)間。

13個(gè)備選方案的社會(huì)總成本現(xiàn)值如表4所示。計(jì)算結(jié)果顯示，方案4為社會(huì)總成本最小的方案，即在M1，M8，M10，M1，M12處設(shè)市域線車站時(shí)最優(yōu)(見圖8)。

3.2 雙線越站模式下車站方案與社會(huì)總成本計(jì)算

參考上文比選結(jié)果，雙線越站模式下快車在市區(qū)段的停站也定為M1，M8，M10，M1，M12(見圖9)。取快慢車的開行比例為1:2，對(duì)快慢車進(jìn)行運(yùn)行圖鋪畫，相鄰兩趟列車的發(fā)車間隔為3 min，快車發(fā)車間隔為9 min，慢車發(fā)車間隔為3 min或6 min。通過計(jì)算得到雙線越站模式下的社會(huì)總成本現(xiàn)值為36億元。

表2 A線郊區(qū)段至市區(qū)車站的全日客流量Tab.2 Daily passenger volume from the suburban section to urban stations on lineA

表3 備選方案Tab.3 Alternative plans

3.3 兩種模式評(píng)價(jià)

四線并行模式下的社會(huì)總成本為248億元，雙線越站模式下的社會(huì)總成本為36億元。因此，本案例選擇四線并行模式作為A線的設(shè)計(jì)模式，并行區(qū)段的車站為M1，M8，M10，M1，M12。

表4 四線并行模式下不同車站方案的社會(huì)總成本Tab.4 Total social cost of different station schemes with the four-line parallel station mode

圖8 A線布局及方案4設(shè)站情況Fig.8 Layout of lineAand station setting scheme of plan 4

圖9 雙線越站模式下快車、慢車停站示意Fig.9 Stop schedule plan of express and local trains in the double-line overtaking station mode

4 結(jié)語

本文采用定性和定量相結(jié)合的方法對(duì)四線并行模式和雙線越站模式進(jìn)行研究。首先，研究了四線并行模式下市域線市區(qū)段的車站設(shè)置方法。從市域線的主要功能出發(fā)，考慮郊區(qū)客流直達(dá)市區(qū)和市域線分擔(dān)市區(qū)線客流壓力兩個(gè)因素對(duì)市域線市區(qū)段的車站進(jìn)行選取，并進(jìn)一步生成車站方案；選取建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本、車輛購置成本、乘客時(shí)間成本為指標(biāo)，提出基于社會(huì)總成本最小的車站方案評(píng)價(jià)方法。其次，研究了四線并行模式與雙線越站模式的適用性評(píng)價(jià)方法。從工程條件和客流條件對(duì)兩種設(shè)計(jì)模式的適用性進(jìn)行說明，并詳細(xì)分析不同模式對(duì)運(yùn)輸能力、線路長(zhǎng)度、車輛選型及編組、車站規(guī)模、配屬車輛數(shù)、乘客出行時(shí)間、運(yùn)營(yíng)可靠性等關(guān)鍵因素的影響情況。在此基礎(chǔ)上，以成本效益分析法為基礎(chǔ)構(gòu)建市域線市區(qū)段設(shè)計(jì)模式的評(píng)價(jià)模型。