艾文偉

城市軌道交通Y型交路應(yīng)用分析與建議

艾文偉

（上海軌道交通運(yùn)營(yíng)管理中心，上海 200070）

分析城市軌道交通Y型交路的形式，列舉Y型交路方案、交路特點(diǎn)、適用條件及交路方案制定的影響因素。對(duì)Y型交路交匯站進(jìn)行重點(diǎn)分析，通過(guò)對(duì)交匯站設(shè)計(jì)要求、行車(chē)組織、客運(yùn)組織、應(yīng)急處置等方面的特點(diǎn)分析及交匯站常用站型的梳理，提出Y型交路存在相互制約、靈活性差、存在運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。結(jié)合上海地鐵11號(hào)線的運(yùn)營(yíng)案例，總結(jié)上海地鐵運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)提出Y型交路的應(yīng)用建議，更好地提升Y型交路在今后城市軌道交通的應(yīng)用性。

城市軌道交通；Y型交路；運(yùn)營(yíng)；分析與建議

隨著城市軌道交通規(guī)模的不斷擴(kuò)大，同時(shí)配合城市的規(guī)劃和發(fā)展，軌道交通已不僅僅服務(wù)于中心人流密集區(qū)，而是逐漸形成線網(wǎng)，服務(wù)于整個(gè)城市各個(gè)區(qū)域的出行客流。為合理有效地分配運(yùn)能運(yùn)力，軌道交通通過(guò)開(kāi)行不同交路的運(yùn)營(yíng)方式，以滿足不同時(shí)段、不同區(qū)域的客流出行特征，Y型交路就是其中的一種。然而，Y型交路與傳統(tǒng)的大小交路相比，在交路形式、行車(chē)組織、客運(yùn)組織、應(yīng)急處置等多方面均有所不同。

1 Y型交路形式及適用條件

與傳統(tǒng)的運(yùn)行交路不同，軌道交通線路條件本身決定了是否具備Y型交路運(yùn)行的可能性。因此在線路設(shè)計(jì)之初，必須充分考慮線路的運(yùn)能與乘客出行需求的匹配性?？土魈卣鲬?yīng)呈現(xiàn)為主支線的客流相對(duì)勻稱或成一定比例且相對(duì)穩(wěn)定，可通過(guò)調(diào)整開(kāi)行比例滿足主支線客流需求。

同時(shí)，若線路設(shè)計(jì)為Y型線路，必須按照Y型交路的運(yùn)營(yíng)方式配套相關(guān)軌道、信號(hào)、供電、客運(yùn)組織等設(shè)備條件，同時(shí)結(jié)合長(zhǎng)期的城市規(guī)劃，考慮Y型線路的延續(xù)性。

根據(jù)不同的主支線客流特點(diǎn)、客流量、線路及設(shè)施設(shè)備條件，Y型交路可選擇不同的交路方案，以滿足不同時(shí)段、不同客流特征的出行需求。如表1所示。

表1 Y型交路形式及適用條件[1-2]

制訂交路方案需要考慮多種因素的影響，包括線路各區(qū)段客流情況的預(yù)測(cè)及分析、線路配線及設(shè)備條件對(duì)行車(chē)組織的限制、線路能力（追蹤、折返、交匯）對(duì)行車(chē)組織的影響等。具體來(lái)說(shuō)Y型交路的設(shè)計(jì)需要考慮以下7點(diǎn)：一是充分考慮線路的客流量及分布規(guī)律；二是以方便大多數(shù)出行為目標(biāo)，提高乘客出行的直達(dá)性；三是考慮城市軌道交通行車(chē)組織的操作性和靈活性；四是考慮列車(chē)運(yùn)行交路設(shè)置的可延續(xù)性和匹配性；五是考慮線路能力及相匹配的設(shè)備條件；六是考慮行車(chē)組織的可行性和安全可靠性；七是考慮客運(yùn)服務(wù)的優(yōu)質(zhì)性和難易程度[3]。

2 Y型交路交匯站特點(diǎn)及常用站型

交匯站是指連接主線與支線的軌道交通車(chē)站，其基本特征是將主線與支線進(jìn)行連通，從而形成連通型軌道交通網(wǎng)絡(luò)。交匯站在Y型線路中占有重要的地位，交匯站的站型直接決定著全線的列車(chē)開(kāi)行交路模式[4]，其配線設(shè)計(jì)的方案直接影響行車(chē)組織以及運(yùn)營(yíng)調(diào)整方案的制訂。

2.1 交匯站的特點(diǎn)

1）設(shè)計(jì)要求更高。交匯站作為Y型線路的分岔點(diǎn)，其站型設(shè)計(jì)相對(duì)要求較高，車(chē)站設(shè)計(jì)也相對(duì)較復(fù)雜。從客運(yùn)組織而言，交匯站的設(shè)計(jì)方案基于Y型線路的客流需求特征[5]；從行車(chē)組織而言，交匯站很可能成為線路通過(guò)能力的瓶頸。

2）行車(chē)組織方式更復(fù)雜。針對(duì)不同客流特點(diǎn)，需設(shè)計(jì)不同的合理運(yùn)營(yíng)方案。由于共線運(yùn)行時(shí)，軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能力將主要取決于共線區(qū)段線路的通過(guò)能力，因此，會(huì)造成線路列車(chē)運(yùn)行的不均衡。在交匯站存在交叉干擾，相關(guān)線路的列車(chē)運(yùn)行相互影響較大。

3）客運(yùn)組織更復(fù)雜。非共線區(qū)段列車(chē)運(yùn)行間隔較長(zhǎng)，將影響非共線段客流的出行。共線運(yùn)行區(qū)段的客運(yùn)組織工作相對(duì)復(fù)雜，為保證乘客能夠有方便的乘車(chē)、換乘條件，采用Y型交路運(yùn)營(yíng)的線路車(chē)站應(yīng)設(shè)置清晰的乘客導(dǎo)向標(biāo)志和信息公告系統(tǒng)。同時(shí)，采用Y型交路運(yùn)營(yíng)的線路，其售檢票系統(tǒng)應(yīng)互相兼容，方便乘客一票出行。

4）應(yīng)急處置更復(fù)雜。當(dāng)一條線路的列車(chē)由于車(chē)輛、設(shè)備故障或其他原因不能正常運(yùn)行，造成列車(chē)發(fā)生延誤時(shí)，需同步考慮主、支線的相互影響，采取合理的運(yùn)營(yíng)調(diào)整措施，盡可能減少事故的影響范圍。

2.2 交匯站的常用站型

根據(jù)線路分布及運(yùn)營(yíng)組織方案，交匯站可分為無(wú)列車(chē)折返交匯站和有列車(chē)折返交匯站[6]。

2.2.1 無(wú)列車(chē)折返交匯站

無(wú)列車(chē)折返交匯站的站型主要有3種。其中圖1(a)為兩線站型，是最簡(jiǎn)單的接軌布置形式；圖1(c)為四線站型，這種站型作為交匯站的基本圖型較為合理。其主要理由為：

1）每一方向配置2條近站臺(tái)的到發(fā)線，滿足2個(gè)方向列車(chē)同時(shí)到達(dá)或出發(fā)，增加了作業(yè)組織的機(jī)動(dòng)靈活性；

2）采用立交方式，疏解了干支線2個(gè)主要行車(chē)交叉點(diǎn)，安全得到保障；

3）島式站臺(tái)布置，使得上行或下行方向的干支線列車(chē)可同站臺(tái)?？?，提供了最佳的換乘條件；

4）車(chē)站設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便。

圖1 Y型線路無(wú)折返交匯站常用站站型[6]

2.2.2 有列車(chē)折返交匯站

對(duì)于主支線銜接的交匯站，考慮到主支線客運(yùn)需求的差異，支線列車(chē)也可安排在交匯站折返，駁接主線客流。因此，按列車(chē)運(yùn)行交路種類(lèi)，有列車(chē)折返交匯站線路的Y型交路可分為2種情況。

1）支線完全獨(dú)立運(yùn)行，在交匯站折返，各交路無(wú)共線區(qū)段。這種組織模式下，列車(chē)運(yùn)行組織簡(jiǎn)單，主支線列車(chē)無(wú)相互干擾，但所有乘客需要在該站換乘。

2）支線可獨(dú)立運(yùn)行，且支線可與正線列車(chē)聯(lián)通運(yùn)行。這種運(yùn)輸組織模式較為復(fù)雜，但運(yùn)輸組織靈活，可以根據(jù)客流情況方便調(diào)整支線列車(chē)數(shù)量與比例。杭州地鐵1號(hào)線為該類(lèi)交匯站的一種站型，既能滿足支線獨(dú)立運(yùn)行，又可選擇與主線聯(lián)通運(yùn)行，如圖2所示。

2.2.3 復(fù)雜的Y型交匯站

在一些開(kāi)行方案復(fù)雜的線路上，交匯站配線設(shè)置要求更高，車(chē)站配線及站臺(tái)設(shè)置較多。圖3和圖4分別為巴黎的RER-A線Nanterre-Prefecture站和柏林地鐵1、2、3號(hào)線的Wittenbergplatz站。

圖2 杭州地鐵1號(hào)線Y型交匯站線路

圖3 RER-A 線Nanterre-Prefecture站

圖4 柏林地鐵1，2，3號(hào)線的Wittenbergplatz站

3 Y型交路存在的問(wèn)題

3.1 相互的制約關(guān)系

Y型交路在共線段存在著相互制約與影響，各交路的列車(chē)運(yùn)行存在一定的約束關(guān)系[7]，主要體現(xiàn)在運(yùn)能、行車(chē)間隔和運(yùn)營(yíng)調(diào)整的相互制約。

1）運(yùn)能上的相互制約。為實(shí)現(xiàn)Y型線路主支線運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)方式，交匯站需辦理主支線的接發(fā)列車(chē)作業(yè)。然而當(dāng)Y型線路運(yùn)能達(dá)到一定程度時(shí)，道岔轉(zhuǎn)換、主支線列車(chē)匯入等行車(chē)作業(yè)，將成為整條線路提升運(yùn)能運(yùn)力的瓶頸，瓶頸值則主要取決于配線設(shè)計(jì)及信號(hào)設(shè)計(jì)。

配線設(shè)計(jì)必須以接發(fā)車(chē)方式靈活，盡量提高運(yùn)營(yíng)效率、減少相互影響和干擾為原則，設(shè)置合理的配線方案。另外，支線的接入位置（站臺(tái)/區(qū)間）、接入方式都會(huì)對(duì)交匯處的運(yùn)輸能力產(chǎn)生較大影響。

信號(hào)設(shè)計(jì)必須以確保安全條件下盡可能縮小防護(hù)區(qū)段、提高運(yùn)營(yíng)效率、降低故障情況下的運(yùn)營(yíng)影響為原則，對(duì)交匯處的列車(chē)運(yùn)行防護(hù)、軌旁聯(lián)鎖等設(shè)計(jì)方案重點(diǎn)考慮，從而提高整體運(yùn)能運(yùn)力。

2）行車(chē)間隔上的相互制約。Y型線路主支線運(yùn)營(yíng)條件下，主、支線行車(chē)間隔必須按一定比例開(kāi)行，從而形成了主、支線行車(chē)間隔相互制約的問(wèn)題。一旦主線或支線客流發(fā)生變化且客流特征不成比例，需對(duì)其中某段進(jìn)行行車(chē)間隔的調(diào)整，那么另一段線路行車(chē)間隔也需進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，導(dǎo)致可能出現(xiàn)主線（支線）運(yùn)力不足，支線（主線）運(yùn)力過(guò)剩的問(wèn)題。

3）運(yùn)營(yíng)調(diào)整的相互制約。當(dāng)主（支線）發(fā)生運(yùn)營(yíng)延誤，需通過(guò)運(yùn)營(yíng)調(diào)整手段恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，必須同時(shí)兼顧兩端線路的運(yùn)營(yíng)延誤影響，對(duì)運(yùn)營(yíng)調(diào)整手段、調(diào)整能力提出了不小的要求。另外，由于受到相互制約的關(guān)系，較單一線路其運(yùn)營(yíng)恢復(fù)可能需要更長(zhǎng)時(shí)間。

3.2 靈活性差

為保障主支線的客運(yùn)需求，在編制運(yùn)行圖時(shí)即按照一定比例分配。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，若需臨時(shí)調(diào)整列車(chē)改變目的地，將同時(shí)影響主、支線雙方的行車(chē)間隔。與大小交路相比，小交路列車(chē)同時(shí)服務(wù)于大交路的區(qū)段，而Y型交路在主支線部分各自服務(wù)于自身的客運(yùn)需求，因此調(diào)整的靈活性相對(duì)較差。

當(dāng)Y型線路沿線客流需求達(dá)到一定程度，或客流特征發(fā)生變化，造成調(diào)整Y型線路開(kāi)行比例仍無(wú)法滿足客運(yùn)需求時(shí)，建議考慮拆分主、支線，形成獨(dú)立的2條線路，分別對(duì)應(yīng)各自的客流特征。因此，建議在Y型線路建設(shè)初期即考慮遠(yuǎn)期獨(dú)立成線的可能性，做好設(shè)施設(shè)備的預(yù)留條件，盡可能降低改造成本。

3.3 存在的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)

除設(shè)施設(shè)備故障給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)外，Y型交路運(yùn)營(yíng)線路相較其他線路，存在列車(chē)開(kāi)錯(cuò)方向的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，即計(jì)劃主（支）線列車(chē)駛?cè)胫Вㄖ鳎┚€，造成一定的運(yùn)營(yíng)秩序紊亂。開(kāi)錯(cuò)方向主要由以下原因造成：

1）分配錯(cuò)誤的目的地號(hào)[8]。信號(hào)系統(tǒng)或人工分配的目的地號(hào)與計(jì)劃不一致，造成信號(hào)觸發(fā)錯(cuò)誤的進(jìn)路，列車(chē)駛?cè)脲e(cuò)誤的方向。

2）前方進(jìn)路未正常解鎖。由于列車(chē)間隔較短或設(shè)備原因，造成前方列車(chē)通過(guò)后進(jìn)路沒(méi)有正常解鎖，后續(xù)另一方向列車(chē)到達(dá)后仍按照原有路徑駛?cè)脲e(cuò)誤的方向。

3）人工手動(dòng)排列錯(cuò)誤進(jìn)路。當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急情況，需要行車(chē)調(diào)整時(shí)，運(yùn)營(yíng)調(diào)度員或車(chē)站行車(chē)值班員通過(guò)手動(dòng)排列進(jìn)路的方式為列車(chē)準(zhǔn)備進(jìn)路，造成錯(cuò)誤進(jìn)路辦理，列車(chē)駛?cè)脲e(cuò)誤的方向。

4）道岔故障手搖道岔辦理錯(cuò)誤進(jìn)路。當(dāng)出現(xiàn)道岔故障需進(jìn)行手搖道岔作業(yè)時(shí)，由車(chē)站人員根據(jù)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃控制列車(chē)運(yùn)行方向，若道岔位置與計(jì)劃不符，可能造成發(fā)出列車(chē)駛?cè)脲e(cuò)誤的方向，甚至造成接入列車(chē)擠岔掉道的嚴(yán)重后果。

為避免運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，各行車(chē)崗位需重點(diǎn)關(guān)注交匯站的進(jìn)路準(zhǔn)備情況，共同確認(rèn)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)路與計(jì)劃實(shí)施的一致性。同時(shí)，可以通過(guò)增加輔助設(shè)備，如方向指示器等，以提醒行車(chē)人員確認(rèn)正確的運(yùn)行路徑。

3.4 上海地鐵11號(hào)線Y型交路的問(wèn)題分析

上海地鐵11號(hào)線是一條典型的Y型線路，含主線（嘉定北站至迪士尼站）和支線（花橋站至嘉定新城站）兩個(gè)部分，主支線段交匯于嘉定新城站。自2010年3月29日支線段接入11號(hào)線后，11號(hào)線實(shí)現(xiàn)了Y型交路運(yùn)營(yíng)。支線的接入，解決了安亭、花橋地區(qū)人們的出行需求，然而11號(hào)線線路的多次延伸、不斷增長(zhǎng)的客流需求及不斷提升的運(yùn)能運(yùn)量，都給Y型交路的計(jì)劃編制造成了一定的困擾。

1）Y型交路的運(yùn)能分配難以適應(yīng)客流特征的變化。自11號(hào)線實(shí)現(xiàn)Y型交路運(yùn)營(yíng)后，先后完成了3段延伸線的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，造成11號(hào)線的客流量大幅增長(zhǎng)，客流特征也隨著每一次延伸線的開(kāi)通而發(fā)生變化。當(dāng)客流的量變達(dá)到一定程度，最終對(duì)運(yùn)能提出更加精準(zhǔn)的要求，此時(shí)主支線的客流比例就變得尤為重要。不穩(wěn)定的客流特征或不平衡的客流需求就會(huì)給Y型交路的運(yùn)能匹配造成困難。

2）運(yùn)能增長(zhǎng)受到交匯瓶頸限制。線路的運(yùn)能在一定程度上取決于線路配線能力。根據(jù)客流增長(zhǎng)的需求，11號(hào)線共線段高峰列車(chē)運(yùn)行間隔需達(dá)到2 min，而嘉定新城站（交匯站）受到進(jìn)路相互干擾的影響，交匯能力成為線路運(yùn)能提升的制約點(diǎn)。為盡力滿足共線區(qū)段的高峰運(yùn)能需求，不得已增開(kāi)南翔至三林的嵌套小交路，這加大了調(diào)度運(yùn)營(yíng)指揮的難度，支線的運(yùn)能卻仍受到限制。交路如圖5所示。

圖5 上海地鐵11號(hào)線交路

3）重大活動(dòng)及節(jié)假日打破客流的平衡性。如每年一屆的F1賽事，據(jù)統(tǒng)計(jì)，F(xiàn)1正賽當(dāng)天該站客流量約6.73萬(wàn)人次，且集中在開(kāi)場(chǎng)前及散場(chǎng)后的時(shí)間段內(nèi)。上海賽車(chē)場(chǎng)站作為支線上的一個(gè)車(chē)站，運(yùn)力投放上受到主線段運(yùn)營(yíng)的制約，在保證主線段基本服務(wù)水平的前提下，盡可能多地投入運(yùn)力。

4 Y型交路的應(yīng)用建議

1）充分考慮Y型交路的適用性。鑒于Y型交路對(duì)于運(yùn)營(yíng)組織管理存在諸多的相互制約因素，因此決定建設(shè)Y型線路之前，應(yīng)充分考慮該線路的適用性，提高客流預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，不能僅著眼當(dāng)前的客流量及客流分布，對(duì)于城市建設(shè)、人口增長(zhǎng)要有充分的預(yù)估，并對(duì)以此為基礎(chǔ)的客流出行特征進(jìn)行分析。合理、可行的列車(chē)交路能充分利用資源、降低運(yùn)輸成本，在不降低服務(wù)水平的前提下提高通過(guò)能力和車(chē)輛運(yùn)用效率[9]。若符合Y型交路特征，則Y型線路將發(fā)揮其特有的優(yōu)勢(shì)。

2）提高Y型交路交匯站的配線標(biāo)準(zhǔn)。交匯站是Y型交路中最為關(guān)鍵的車(chē)站，交匯站的配置優(yōu)劣將直接反映整條線路的運(yùn)營(yíng)能力。因此，為整體提高線路能力，建議從行車(chē)組織、客運(yùn)組織及應(yīng)急處置的可變性和靈活性出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化交匯站的配線設(shè)計(jì)、站臺(tái)/站廳布置等方面來(lái)提高Y型交路交匯站的配置標(biāo)準(zhǔn)。

3）預(yù)留改造及獨(dú)立成線的可能性。由于城市的發(fā)展，城市中心不斷的擴(kuò)大以及各規(guī)劃與政策的頒布實(shí)施，無(wú)法保證客流的長(zhǎng)期穩(wěn)定。而Y型線路又受限于交匯點(diǎn)，存在運(yùn)量的瓶頸，且無(wú)法滿足客流的大幅增長(zhǎng)及人口增長(zhǎng)造成的主支線客流比例失衡。同時(shí)，還應(yīng)考慮城市區(qū)域擴(kuò)大可能帶來(lái)的線路延長(zhǎng)問(wèn)題，而當(dāng)支線長(zhǎng)度大于15 km時(shí)，就需要按既能貫通又能獨(dú)立折返運(yùn)行的線路要求設(shè)計(jì)[10]。因此，建議預(yù)留支線獨(dú)立成線的可能性，在設(shè)計(jì)階段做好各專業(yè)條件的預(yù)留，為今后的改造創(chuàng)造可能和空間。

5 結(jié)語(yǔ)

在城市軌道交通飛速發(fā)展的今天，為應(yīng)對(duì)不同的客流需求，各種線路設(shè)計(jì)、開(kāi)行交路、運(yùn)營(yíng)方案應(yīng)運(yùn)而生，Y型交路以其獨(dú)有的特點(diǎn)，定會(huì)在其中占有一席之地。目前，上海軌道交通3/4號(hào)線、10號(hào)線、11號(hào)線均為Y型交路，通過(guò)總結(jié)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，從線路設(shè)計(jì)、客運(yùn)組織、運(yùn)營(yíng)處置等方面繼續(xù)探尋Y型線路的運(yùn)營(yíng)模式，仍將是軌道交通運(yùn)營(yíng)管理的重要課題。

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（編輯：郝京紅）

Analysis and Suggestions on the Application of Y-type Loops in Urban Rail Transit

AI Wenwei

(Shanghai Metro Operation Management Center, Shanghai 200070)

This paper analyzes the patterns of Y-type loops and lists relevant routing schemes, routing features, applicable conditions, and the influencing factors of routing schemes. Considering aspects of design requirement, traffic organization, passenger organization, and emergency disposal, the paper analyzes junction stations in detail and card types of common junction stations. The problems of mutual restriction, poor flexibility, and operation risk of Y-type loops are put forward. This paper summarizes the operation experience of Line 11 of the Shanghai Metro and proposes suggestions that could enhance the applicability of Y-type loops in future.

urban rail transit; Y-type loops; operation; analysis

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.05.022

U231

A

1672-6073(2018)05-0117-06

2018-01-09

2018-01-25

艾文偉，男，碩士，高級(jí)工程師，從事城軌交通運(yùn)營(yíng)管理、調(diào)度指揮與應(yīng)急處置工作，2540381441@qq.com