王洋 趙利
摘 要:以石家莊地鐵 1 號線二期工程的運(yùn)營現(xiàn)狀為背景,重點(diǎn)分析 1 號線客流空間分布特征,結(jié)果表明:1 號線南村站 — 福澤站區(qū)段列車的運(yùn)能利用率較低,斷面客流分布極不均衡。文章分別從大小交路開行區(qū)段、行車間隔的設(shè)定、優(yōu)化效果和客運(yùn)組織 4 個(gè)方面對 1 號線采用的大小交路開行方案進(jìn)行研究,為 1 號線行車組織方案的優(yōu)化提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:地鐵;客流特征;大小交路;開行方案;客運(yùn)組織
截至2019年12月31日,我國內(nèi)地(不含港澳臺)累計(jì)有40個(gè)城市開通城市軌道交通線路,運(yùn)營線路總長度達(dá)6730.27km[1]。隨著城市軌道交通線路的不斷延伸和網(wǎng)絡(luò)化特征的逐步形成,采用何種列車開行方案成為運(yùn)營企業(yè)面臨的一個(gè)難題。列車交路開行方案的制定需綜合考慮線路形式、配線分布、客流特征、客運(yùn)組織等因素,是城市軌道交通行車組織方案中最核心的內(nèi)容。合理的列車交路方案既能提高列車的運(yùn)行效率,避免不必要的運(yùn)能浪費(fèi),又可為乘客提供優(yōu)質(zhì)的運(yùn)輸服務(wù),降低企業(yè)的運(yùn)營成本[2]。本文以石家莊地鐵1號線二期工程開通以來的運(yùn)營現(xiàn)狀為背景,綜合考慮線路形式、客流特征、行車組織和客運(yùn)組織等內(nèi)容,對1號線開行大小交路方案的必要性和可行性進(jìn)行分析,為1號線行車組織方案的優(yōu)化提供依據(jù)。
1 線路概況
石家莊地鐵1號線是穿越石家莊市中心城區(qū)的東西向骨干線,同時(shí)也是連接主城區(qū)與正定新區(qū)的骨干線路。1號線線路西起西王站,東至福澤站,線路全長34.3km,共設(shè)車站26座,平均站間距1.32km。1號線目前采用單一大交路運(yùn)行方式,全天運(yùn)營時(shí)間15.5h,日均客運(yùn)量22.32萬人次。1號線共分2段建設(shè)開通,一期工程自西王站至洨河大道站,共設(shè)車站20座,線路長度為23.12km;二期工程自西莊站至福澤站,在一期工程的基礎(chǔ)上向正定新區(qū)方向延伸6座車站,線路長度為11.18km。1號線線路布局特點(diǎn)突出,西王站 — 石家莊東站區(qū)段主要位于主城區(qū),南村站 — 福澤站區(qū)段位于石家莊市郊區(qū),客流仍處于發(fā)展培育期。
1號線西王站和洨河大道站均設(shè)有2條折返線,和平醫(yī)院站、新百廣場站、談固站、福澤站均設(shè)有1條停車線,北國商城站、留村站、石家莊東站站、西莊站、會展中心站均設(shè)有渡線。和平醫(yī)院站、新百廣場站、談固站、洨河大道站這4座中間車站具備自動折返功能。1號線線路圖如圖1所示。
2 客流特征分析
客流特征分析是地鐵行車組織方案編制的重要依據(jù) [3]。本節(jié)選取1號線2019年12月份的客流數(shù)據(jù),分別從26座車站的客運(yùn)量和斷面客流2方面對1號線二期工程開通以來的客流空間分布特征進(jìn)行分析。
2.1 客運(yùn)量分析
1號線2019年12月份26座車站的日均客運(yùn)量分布如圖2所示。1號線二期6座車站的日均客運(yùn)量為0.64 萬人次,只占1號線總客運(yùn)量的2.87%。1號線客流主要集中分布在主城區(qū)西王站 — 石家莊東站區(qū)段,南村站 — 福澤站區(qū)段客流較小,客流空間分布不均衡。
2.2 斷面客流分析
城市軌道交通線路斷面客流空間分布的差異性可用斷面不均衡系數(shù)β來體現(xiàn)[4]。
(1)當(dāng)β越趨近于1,表明線路單向客流空間分布越均衡,適宜開行單一交路;β值越大,則線路單向客流空間分布越不均衡,越適宜開行大小交路。當(dāng)β≥1.5時(shí),線路單向客流空間分布不均衡程度較大;β≥1.8時(shí),可以考慮開行大小交路[5-6]。
由于1號線共26座車站,因此單向共25個(gè)區(qū)間。1號線2019年12月工作日、雙休日高峰小時(shí)平均斷面客流和運(yùn)能裕量走勢情況如圖3、圖4所示。運(yùn)能裕量的計(jì)算公式如下:
(2)由圖3、圖4可知,1號線斷面客流在火炬廣場站 — 石家莊東站區(qū)間后下降明顯,南村站 — 福澤站區(qū)段斷面客流較低。由式(2)計(jì)算可知,1號線二期6座車站的平均運(yùn)能裕量達(dá)到了97.54%,列車運(yùn)輸能力利用率較低,經(jīng)濟(jì)效益不高。
1號線工作日高峰時(shí)段(8 : 00—9 : 00)上、下行最大斷面客流分別為9970人次/h、13556人次/h,總斷面客流分別為103436人次/h、116564人次/h。由式(1)計(jì)算可得,1號線工作日上、下行斷面不均衡系數(shù) β工作日分別為2.41、2.91。同理可計(jì)算得到雙休日上、下行斷面不均衡系數(shù)β雙休日分別為2.29、2.23。1號線斷面不均衡系數(shù)值均大于1.8,表明 1號線高峰時(shí)段上、下行斷面客流分布極不均衡,適宜開行大小交路。
3 大小交路開行方案分析
目前1號線采用西王站 — 福澤站區(qū)間單一大交路運(yùn)行方式,高、平峰時(shí)段的行車間隔分別為6min30s和10min。根據(jù)章節(jié)2客流特征分析可知,1號線高峰時(shí)段斷面客流分布不均衡,南村站 — 福澤站區(qū)間列車的運(yùn)能利用率較低。為科學(xué)合理地分配列車運(yùn)能,使運(yùn)能符合斷面客流分布規(guī)律,1號線可在高峰時(shí)段采用大小交路套跑的運(yùn)行方式,平峰時(shí)段采用單一大交路運(yùn)行。
3.1 開行區(qū)段分析
大小交路折返點(diǎn)的選擇應(yīng)充分考慮線路客流空間分布特征、線路情況、列車折返效率和行車組織等指標(biāo)。1號線具備自動折返功能的中間車站分別為和平醫(yī)院站、談固站和洨河大道站。從客流空間分布來看,斷面客流在火炬廣場站 — 石家莊東站區(qū)段后下降明顯,為不降低列車折返效率,方便乘客候車,應(yīng)選擇洨河大道站作為小交路的折返車站。1號線大小交路下的列車運(yùn)行方式如圖5所示。
3.2 行車間隔設(shè)定
根據(jù)GB 50490-2009《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》,列車在營運(yùn)時(shí)段正常運(yùn)行時(shí),最大運(yùn)行間隔不應(yīng)大于10min[7]。綜合考慮1號線全周轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)用車數(shù)、擁擠度、列車折返能力等指標(biāo),在保障為乘客提供舒適的運(yùn)輸服務(wù)前提下,1號線大小交路套跑期間,列車發(fā)車比例應(yīng)采用1 : 1的方式,即西王站 — 洨河大道站小交路區(qū)段的行車間隔可壓縮至5 min,西王站 — 福澤站大交路區(qū)段行車間隔為10 min。
3.3 優(yōu)化效果分析
以1號線工作日的數(shù)據(jù)為依據(jù),開行大小交路后列車擁擠度與運(yùn)輸能力對比如圖6所示。通過在高峰時(shí)段采用大小交路運(yùn)行方式,1號線西王站 — 洨河大道站區(qū)間的行車間隔由6 min 30 s壓縮至5 min,該區(qū)段的運(yùn)輸能力將提升33.3%,車廂最大擁擠度由76.78%下降至63.99%,高峰時(shí)段乘客的乘車舒適度將有較大改善。
表1為大小交路下開行列次和運(yùn)營里程對比數(shù)據(jù)。由表1可知,1號線開行大小交路工作日的運(yùn)營里程將下降377列公里,雙休日運(yùn)營里程將增加316列公里,1號線每星期的運(yùn)營里程將下降1253列公里??梢?號線開行大小交路方案在提升線路運(yùn)營服務(wù)水平的基礎(chǔ)上還可降低列車的運(yùn)營里程,節(jié)能降耗效果明顯。
3.4 客運(yùn)組織分析
大小交路運(yùn)行方式對線路的硬件設(shè)備功能和運(yùn)營管理能力均提出了更高的要求。硬件設(shè)備需通過系統(tǒng)升級滿足大小交路運(yùn)行的功能;運(yùn)營管理方面需通過加強(qiáng)培訓(xùn),提升相關(guān)崗位的應(yīng)急處置能力[7]。此外,可通過導(dǎo)向標(biāo)識和宣傳等手段提升乘客對大小交路運(yùn)行方式的認(rèn)識和理解。
3.4.1 設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)升級
開行大小交路,線路的乘客信息系統(tǒng)(PIS)、車站及列車廣播(PA)等系統(tǒng)應(yīng)具備根據(jù)列車終點(diǎn)站的不同,顯示和播報(bào)不同區(qū)段運(yùn)營信息的功能[8-10]。開行大小交路前,需通過設(shè)備的升級改造和系統(tǒng)測試,使硬件設(shè)備具備相應(yīng)的功能,滿足大小交路套跑的條件。
3.4.2 運(yùn)營管理能力提高
開行大小交路會增加中間折返站的工作量,洨河大道站需增加站臺員工的配置標(biāo)準(zhǔn),做好小交路列車清客和客流控制工作。大小交路方式運(yùn)用初期,由于乘客乘車習(xí)慣的改變需一定時(shí)間,因此會產(chǎn)生一定的不適應(yīng)或不理解,站務(wù)人員需對乘客進(jìn)行客運(yùn)引導(dǎo)。此外地鐵運(yùn)營公司需通過微博、微信、新聞媒體、PA、PIS、標(biāo)志標(biāo)識、宣傳手冊等途徑加強(qiáng)對大小交路方式下如何乘車知識的宣傳和引導(dǎo),從而提升乘客的認(rèn)知。同時(shí)大小交路運(yùn)行方式將大大增加控制中心行車調(diào)整的難度和壓力,控制中心必須做好列車晚點(diǎn)、設(shè)備故障、突發(fā)情況下行車調(diào)整的預(yù)案和應(yīng)急處置程序。
4 結(jié)語
本文以石家莊地鐵1號線為背景,分別從客運(yùn)量、斷面客流、運(yùn)能裕量3方面分析了1號線二期開通后的客流空間分布特征,結(jié)果表明1號線南村站 — 福澤站區(qū)段運(yùn)能利用率較低,現(xiàn)階段斷面客流分布極不均衡。為提升1號線的運(yùn)輸效率和運(yùn)營服務(wù)水平,本文分別從大小交路開行區(qū)段、行車間隔的設(shè)定、優(yōu)化效果和客運(yùn)組織4 方面,深度分析了1號線開行大小交路運(yùn)行方式的必要性和可行性。通過優(yōu)化對比分析可知,1號線采用大小交路運(yùn)行方式,不僅可降低乘客的候車等待時(shí)間,提升乘客的出行舒適度,還可減少運(yùn)能浪費(fèi),具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
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收稿日期 2020-03-11
責(zé)任編輯 胡姬