王麗紅，周立波

（1.鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)車(chē)車(chē)輛學(xué)院，副教授，河南鄭州 451460 2.洛陽(yáng)市軌道交通有限責(zé)任公司 總工辦，高級(jí)工程師，河南洛陽(yáng) 471023）

洛陽(yáng)軌道交通1 號(hào)線(xiàn)于2016 年12 月31 日開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2021年12月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。作為線(xiàn)網(wǎng)內(nèi)首建線(xiàn)路的城市軌道交通1 號(hào)線(xiàn)西起谷水西站，東至文化街站，覆蓋了中心城區(qū)東西向最主要的交通走廊，串聯(lián)銜接澗西、西工、老城、瀍河區(qū)核心區(qū)域，線(xiàn)路全長(zhǎng)22.34 km，設(shè)車(chē)站18 座，平均站間距1.30 km。線(xiàn)路西端設(shè)楊冢車(chē)輛段，接軌于谷水西站，東部設(shè)瀍東停車(chē)場(chǎng)，接軌于文化街站，與規(guī)劃線(xiàn)網(wǎng)中的2 號(hào)、3號(hào)、4號(hào)線(xiàn)各有一座換乘站。

1 客流預(yù)測(cè)結(jié)果及特性分析

1.1 客流預(yù)測(cè)結(jié)果城市軌道交通開(kāi)通初期的行車(chē)組織方案主要取決于預(yù)測(cè)年的客流出行特征、高峰單向最大斷面客流量和全日斷面客流量[1]。

根據(jù)洛陽(yáng)軌道交通1 號(hào)線(xiàn)工程建設(shè)籌劃和目標(biāo)要求，1號(hào)線(xiàn)將于2021年12月建成并投入正式運(yùn)營(yíng)，故本次客流預(yù)測(cè)年限初期為2024年，近期為2031年，遠(yuǎn)期為2046年。各預(yù)測(cè)年份的客流預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1所示。

表1 各預(yù)測(cè)年客流預(yù)測(cè)結(jié)果

1.2 全日客運(yùn)量分析由表1 客流預(yù)測(cè)結(jié)果可知，初期年平均日客運(yùn)量為22.31萬(wàn)人次，客流強(qiáng)度達(dá)到1 萬(wàn)人次/km；近期，受整體客運(yùn)需求增加影響，日客運(yùn)量迅速增長(zhǎng)至38.99 萬(wàn)人次，年均增長(zhǎng)率約為8.3%；近期至遠(yuǎn)期客運(yùn)量增速減緩，遠(yuǎn)期全線(xiàn)客運(yùn)量達(dá)到57.42 萬(wàn)人次/日，年均增長(zhǎng)率為2.6%。1 號(hào)線(xiàn)客流遵循客流增長(zhǎng)的一般規(guī)律，客運(yùn)量隨著時(shí)間呈現(xiàn)拋物曲線(xiàn)增長(zhǎng)。

1.3 斷面客流分析

1.3.1 全日斷面客流分析 1 號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期全日斷面客流情況見(jiàn)圖1 所示?？梢钥闯? 號(hào)線(xiàn)全日客流在空間上的不均衡程度較大，兩端小、中間部分大，呈典型的“紡錘形”結(jié)構(gòu)，但是上下行斷面客流分布相似，相對(duì)均衡。

圖1 1號(hào)線(xiàn)初期全日斷面客流分布圖

1.3.2 高峰小時(shí)斷面客流分析 初期1號(hào)線(xiàn)早、晚高峰小時(shí)斷面客流量分布情況見(jiàn)圖2、圖3所示。

圖2 1號(hào)線(xiàn)初期早高峰小時(shí)斷面流量圖

圖3 1號(hào)線(xiàn)初期晚高峰小時(shí)斷面流量圖

由圖2 和圖3 可以看出，初期早、晚高峰斷面客流在空間上仍然呈現(xiàn)出中間大兩端小的形態(tài)，但是受城市布局影響，本線(xiàn)客流具有較強(qiáng)的潮汐性，上下行方向客流不均衡程度較大。早高峰上行方向最大斷面流量為1.23 萬(wàn)人次，所在區(qū)間為解放路至東周王城廣場(chǎng)區(qū)間，下行方向最大斷面流量?jī)H有0.77 萬(wàn)人次，所在區(qū)間為王城大道至解放路區(qū)間，早高峰谷水西至文化街上行方向客流明顯大于下行方向客流；晚高峰文化街至谷水西下行方向客流明顯大于上行方向。

1.4 客流時(shí)段分析洛陽(yáng)軌道交通1 號(hào)線(xiàn)客流時(shí)段分布與城市居民一日出行時(shí)段分布類(lèi)似，客流呈駝峰形分布，一日中有早、晚兩次高峰，早高峰更為明顯。早高峰時(shí)段為7：00～8：00，高峰時(shí)段均值系數(shù)為14.1%，晚高峰時(shí)段為18：00～19：00，高峰時(shí)段均值系數(shù)為12.7%，略低于早高峰時(shí)段，其他時(shí)段客流分布較均勻，自夜間20：00 起客流量下降幅度較大。1 號(hào)線(xiàn)初期全日分時(shí)段客流分布情況見(jiàn)圖4 所示。

圖4 1號(hào)線(xiàn)初期全日分時(shí)段客流比例分布圖（%）

2 行車(chē)組織方案

2.1 車(chē)輛選型及列車(chē)編組根據(jù)客流預(yù)測(cè)資料，1號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面約為2.99萬(wàn)人，根據(jù)《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，本線(xiàn)屬于II 級(jí)中運(yùn)量級(jí)地鐵，車(chē)輛宜采用B型車(chē)。

列車(chē)編組輛數(shù)與高峰小時(shí)最大斷面客流量、車(chē)輛載客標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)[2]?？紤]到洛陽(yáng)地處我國(guó)北方，具有冬春時(shí)間長(zhǎng)、高峰時(shí)間集中、北方人身材相對(duì)魁梧且冬季穿著較厚等特點(diǎn)，應(yīng)適當(dāng)放寬站立密度標(biāo)準(zhǔn)，這也順應(yīng)了逐步提高軌道交通舒適度的發(fā)展趨勢(shì)。故軌道交通1號(hào)線(xiàn)宜采用5人/m2的站立標(biāo)準(zhǔn)，4輛、5 輛、6 輛編組的列車(chē)定員分別為828 人、1044人、1260人。

從車(chē)輛購(gòu)置的可操作性看，奇數(shù)編組現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)的實(shí)例較少，且車(chē)輛不易實(shí)現(xiàn)單一編組單元。若遠(yuǎn)期采用4輛編組方案，按照需要滿(mǎn)足2 min 的行車(chē)間隔，高峰小時(shí)上線(xiàn)列車(chē)30 對(duì)計(jì)算，828×30=24 840人，則無(wú)法滿(mǎn)足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面約為2.99 萬(wàn)人次的出行需求。分析結(jié)論為，1號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)期宜采用6輛編組方案。

4 輛編組方案在開(kāi)通初期雖然能滿(mǎn)足出行需求，但考慮到后期擴(kuò)編以及4 輛/6 輛混跑存在的問(wèn)題，建議洛陽(yáng)軌道交通1號(hào)線(xiàn)在開(kāi)通初期選擇6輛編組的B型車(chē)，和遠(yuǎn)期的列車(chē)編組保持一致。

2.2 列車(chē)運(yùn)行交路由表1 客流預(yù)測(cè)結(jié)果可知，初期早高峰單向最大斷面客運(yùn)量為1.23 萬(wàn)人次，最大客流斷面出現(xiàn)在解放路站～東周王城廣場(chǎng)站區(qū)間，客流比較小。若考慮開(kāi)行大小交路，則必然將導(dǎo)致部分區(qū)段服務(wù)水平較低，故開(kāi)通初期的行車(chē)交路推薦采用單一交路。

根據(jù)GB50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.6“初期高峰時(shí)段列車(chē)最小運(yùn)行間隔不宜大于5 min”的規(guī)定，1 號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期早高峰時(shí)段設(shè)計(jì)開(kāi)行12 對(duì)列車(chē)。1號(hào)線(xiàn)初期運(yùn)行交路如圖5所示。

圖5 1號(hào)線(xiàn)初期運(yùn)行交路示意圖

按1號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期早高峰時(shí)段設(shè)計(jì)開(kāi)行12對(duì)列車(chē)計(jì)算，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力為1260×12=15 120 人，而開(kāi)通初期1號(hào)線(xiàn)早高峰小時(shí)單向最大斷面客流量為1.23 萬(wàn)人次，故本次設(shè)計(jì)有一定的能力儲(chǔ)備。1號(hào)線(xiàn)初期的設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力見(jiàn)表2所示[3]。

表2 1號(hào)線(xiàn)初期單向運(yùn)輸能力

2.3 全日行車(chē)計(jì)劃全日行車(chē)計(jì)劃是確定地鐵設(shè)備容量，計(jì)算運(yùn)行量和編制列車(chē)運(yùn)行圖的依據(jù)[4]。根據(jù)客流預(yù)測(cè)全日各時(shí)段客流分布特征及市民乘車(chē)規(guī)律，1 號(hào)線(xiàn)的運(yùn)營(yíng)時(shí)間為5：00～23：00，全日運(yùn)營(yíng)18 h，其余時(shí)間進(jìn)行線(xiàn)路設(shè)備檢修。

根據(jù)1 號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期全日分時(shí)客流分布特征及列車(chē)載客量，考慮盡可能縮短乘客等待時(shí)間，為乘客提供舒適、便捷的服務(wù)，同時(shí)考慮運(yùn)營(yíng)成本設(shè)計(jì)全日分時(shí)客車(chē)開(kāi)行計(jì)劃。1 號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期全日行車(chē)計(jì)劃見(jiàn)表3所示。

表3 1號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期行車(chē)計(jì)劃表

從表3可以看出，1號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期全日開(kāi)行對(duì)數(shù)為130對(duì)，高峰小時(shí)列車(chē)最小發(fā)車(chē)間隔為5 min。

2.4 列車(chē)停站時(shí)間列車(chē)停站時(shí)間取決于各站上下車(chē)人數(shù)、車(chē)輛的車(chē)門(mén)數(shù)及其寬度、列車(chē)編組和售票方式等因素[5]。1 號(hào)線(xiàn)采用B 型車(chē)輛，每側(cè)設(shè)4個(gè)車(chē)門(mén)，采用車(chē)下售票方式，每個(gè)車(chē)門(mén)平均上或下一名乘客的綜合時(shí)間按0.6 s 計(jì)算，考慮車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作附加時(shí)間取17 s，計(jì)算列車(chē)停站時(shí)間。此外考慮高峰時(shí)間及各種可能的不利因素的影響（如運(yùn)營(yíng)初期，運(yùn)營(yíng)管理人員的水平需要逐步熟練和提高，乘客出行素質(zhì)也需要培養(yǎng)等），以及每個(gè)車(chē)門(mén)上、下客流分布的不均衡性，各站停站時(shí)間的最終取值應(yīng)留有余量，且上、下行方向取其大者。列車(chē)停站時(shí)間計(jì)算公式如下：

式中：為車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作附加時(shí)間；t上下為平均上或下一名乘客的綜合時(shí)間；N車(chē)門(mén)為車(chē)輛每側(cè)的車(chē)門(mén)數(shù)；N列為高峰小時(shí)開(kāi)行列車(chē)對(duì)數(shù)；N編成為列車(chē)編成輛數(shù)。

1 號(hào)線(xiàn)各站超高峰系數(shù)取值在1.1～1.25 之間，牡丹廣場(chǎng)站、解放路站、金業(yè)路站為換乘站，停站時(shí)間考慮適當(dāng)增加，折返站考慮清客停站時(shí)間適當(dāng)增加。停站時(shí)間取值在計(jì)算值的基礎(chǔ)上以5 s 為基準(zhǔn)向上進(jìn)整，不足30 s的按30 s計(jì)。

按上述計(jì)算原則，1 號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期18 個(gè)站點(diǎn)中停站時(shí)間為35 s 的有6 個(gè)，分別為：谷水西站、景華路站、牡丹廣場(chǎng)站、解放路站、金業(yè)路站、文化街站，其余站點(diǎn)停站時(shí)間均為30 s。

3 應(yīng)對(duì)潮汐客流的行車(chē)組織方案

由圖2、圖3可知，1號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期早晚高峰客流具有較強(qiáng)的潮汐特性，早高峰谷水西至文化街上行方向客流大于文化街至谷水西下行方向，晚高峰則反之。為應(yīng)對(duì)高峰時(shí)段上下行方向客流的不均衡性，可組織高峰時(shí)段上下行方向開(kāi)行不同行車(chē)量的運(yùn)營(yíng)方案來(lái)適應(yīng)客流需求，以提高運(yùn)營(yíng)效益。

1 號(hào)線(xiàn)的車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)分別位于線(xiàn)路兩端，結(jié)合該場(chǎng)段位置的分布特點(diǎn)，可以利用線(xiàn)路兩端場(chǎng)段的存車(chē)條件，早高峰時(shí)段，由楊冢車(chē)輛段加發(fā)開(kāi)往文化街方向的列車(chē)，列車(chē)達(dá)到文化街站后，部分列車(chē)不折返直接進(jìn)入瀍東停車(chē)場(chǎng)存車(chē)；晚高峰時(shí)段，則反之。

早高峰時(shí)段上行方向最大斷面客流為12 266人次，下行方向最大斷面客流為7 699 人次，客流量比例為1.59；晚高峰時(shí)段下行方向最大斷面客流為10 426 人次，上行方向最大斷面客流為6 544 人次，客流量比例為1.59。根據(jù)上下行方向高峰時(shí)段最大斷面客流量比例，建議上下行方向高峰列車(chē)對(duì)數(shù)可按3：2開(kāi)行，應(yīng)對(duì)方案如圖6所示。

圖6 應(yīng)對(duì)潮汐客流的行車(chē)交路示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

城市軌道交通開(kāi)通初期的行車(chē)組織方案直接影響到線(xiàn)路開(kāi)通初期的行車(chē)效率、服務(wù)水平及乘客滿(mǎn)意度。洛陽(yáng)軌道交通1號(hào)線(xiàn)作為洛陽(yáng)城市軌道交通線(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的首建線(xiàn)路，開(kāi)通初期的行車(chē)組織方案既要滿(mǎn)足初期的客流需求，其車(chē)輛選型、系統(tǒng)制式選擇還要考慮到開(kāi)通近期、遠(yuǎn)期的客流增長(zhǎng)，也應(yīng)適用于后續(xù)建設(shè)線(xiàn)路。本文在客流預(yù)測(cè)及客流分析的基礎(chǔ)上，提出了洛陽(yáng)軌道交通1 號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期的行車(chē)組織方案，以期為洛陽(yáng)軌道交通1 號(hào)線(xiàn)的正式運(yùn)營(yíng)提供一定的依據(jù)及參考,亦期望能為其他城市軌道交通建設(shè)提供借鑒。