西安地鐵二號(hào)線列車運(yùn)行交路探析

吳海軍

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，工程師，陜西 西安 710018）

西安地鐵二號(hào)線為南北走向，一期工程北起北客站，途經(jīng)張家堡廣場(chǎng)、城市中心北大街及鐘樓、南郊體育場(chǎng)、小寨商業(yè)文化中心等大型客流集散地，南至?xí)怪行?，線路全長(zhǎng)20.62 km，共設(shè)車站17座，平均站間距1.21 km，建成后將成為西安市南北交通的骨干線路〔1〕。目前規(guī)劃中的線網(wǎng)有6條線，全長(zhǎng)達(dá)到251.8 km，建成后將覆蓋西安市區(qū)各主要區(qū)域，極大緩解地面交通壓力，方便市民出行。

城市軌道交通的社會(huì)性質(zhì)決定了運(yùn)營(yíng)管理單位追求社會(huì)效益為主，經(jīng)濟(jì)效益為輔。為建設(shè)經(jīng)濟(jì)節(jié)約型地鐵，各地鐵運(yùn)營(yíng)企業(yè)都在探索經(jīng)濟(jì)節(jié)約的管理方式，調(diào)度組織方式就是其中之一。通過(guò)合理的調(diào)度組織方式，既能為旅客提供高質(zhì)量的服務(wù)，又能最大可能地降低運(yùn)營(yíng)成本。列車運(yùn)行交路是調(diào)度組織的表現(xiàn)形式，采用不同的列車交路對(duì)服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生很重要的影響。西安地鐵二號(hào)線作為西安市首條開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的地鐵線路，社會(huì)關(guān)注度高，影響大。地鐵運(yùn)營(yíng)公司不但要為乘客提供安全、便利的服務(wù)，做好日常的運(yùn)營(yíng)管理，還要能在遇到特殊情況時(shí)（尤其是區(qū)間故障），通過(guò)科學(xué)合理的組織方式，充分挖掘運(yùn)輸潛力，確保運(yùn)營(yíng)不中斷，從而降低乘客恐慌情緒，減小社會(huì)影響。因此，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前就開(kāi)展對(duì)西安地鐵二號(hào)線在正常和非正情況下的列車運(yùn)行交路模式進(jìn)行研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 正常情況下的交路模式

軌道交通線各區(qū)段的斷面客流分布通常為中間大兩端小，或一端大一端小的情形。這就需要根據(jù)斷面客流在空間的分布，對(duì)各種列車交路方案進(jìn)行比選，采用最佳的交路方案，在不降低服務(wù)水平的前提下提高車輛運(yùn)用效率，避免運(yùn)能浪費(fèi)，使運(yùn)營(yíng)組織做到經(jīng)濟(jì)合理。在正常情況下，地鐵列車運(yùn)行交路模式的選擇，通常以各設(shè)計(jì)年度預(yù)測(cè)的高峰小時(shí)斷面客流為主要依據(jù)。在比選列車交路方案時(shí)，除了應(yīng)符合客流的空間分布特征外，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮不同交路對(duì)服務(wù)質(zhì)量的影響〔2〕。

最理想的交路模式是全線客流平均分布，采用一個(gè)大交路，列車在線路的2個(gè)終點(diǎn)站間運(yùn)行，到達(dá)線路終點(diǎn)站后折返。但很多地鐵線路全線的實(shí)際客流并不均衡，采用不同的交路各有利弊，需要運(yùn)營(yíng)單位結(jié)合不同線路的情況權(quán)衡選擇。

1.1 交路模式比選 根據(jù)客流調(diào)查分析，西安地鐵二號(hào)線客流呈現(xiàn)紡錘狀連續(xù)斷面分布，市民出行距離主要以3～9 km為主，占整體客運(yùn)量的58%～63%，表現(xiàn)為中間客流大，兩端逐漸遞減的特點(diǎn)〔1〕。因此，全線可以采用一個(gè)大交路和大小交路嵌套2種模式。

1.1.1 大交路 大交路是指列車在線路的2個(gè)終點(diǎn)站之間運(yùn)行，為全線提供服務(wù)的模式。這種交路方案行車組織簡(jiǎn)單，乘客無(wú)需換乘。如果線路各區(qū)段斷面客流不均衡程度較大，則會(huì)產(chǎn)生部分區(qū)段列車運(yùn)能的浪費(fèi)。

1.1.2 大小交路嵌套 大小交路嵌套是指在線路上既開(kāi)行大交路列車，也開(kāi)行小交路列車的運(yùn)行組織模式。大交路列車在線路的2個(gè)終點(diǎn)站間運(yùn)行，而小交路列車在線路中間車站折返〔3〕。這種交路可根據(jù)客流需要，組織不同編組、不同開(kāi)行對(duì)數(shù)的列車在各區(qū)段運(yùn)行。與單純采用大交路相比，可提高列車滿載率，加快列車周轉(zhuǎn)，但部分乘坐大交路列車的乘客候車時(shí)間增加（如圖1）。

圖1 大小交路嵌套

1.2 交路選擇 若采用大小交路嵌套模式，雖然可以提高滿載率，加快列車周轉(zhuǎn)，但二號(hào)線全線各區(qū)段斷面客流不均衡程度較小，采用小交路列車會(huì)在中間站折返，清客量相對(duì)較大，增加旅客不滿，降低服務(wù)質(zhì)量〔4〕。

若采用大交路，列車雖然在兩端滿載率相對(duì)較低，但中間站沒(méi)有折返，全線保持較高的運(yùn)能，長(zhǎng)途旅客不用換乘，服務(wù)質(zhì)量高。

考慮到西安鐵路北客站將投入運(yùn)營(yíng)，城市向北拓展戰(zhàn)略的實(shí)施以及南部大學(xué)城、高新區(qū)的發(fā)展，南北兩端客流量將會(huì)增大。綜上所述，在正常情況下北客站至?xí)怪行拈g全線采用一個(gè)大交路是科學(xué)合理的。如圖2所示。

圖2 正常情況交路

2 非正常情況下的列車交路模式

城市軌道交通是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種故障或?yàn)?zāi)害，導(dǎo)致雙線中的一條線在某1個(gè)或幾個(gè)區(qū)間發(fā)生行車中斷事件。如果在短時(shí)間內(nèi)不能解決，正常的運(yùn)行交路無(wú)法實(shí)現(xiàn)，在保證救援和搶修的情況下，應(yīng)充分發(fā)揮配線功能，利用渡線、停車線、存車線和折返線等，組織列車臨時(shí)交路，盡可能維持軌道交通的運(yùn)營(yíng)〔5〕。

根據(jù)西安地鐵二號(hào)線一期工程全線車站的配線設(shè)置情況，有渡線、停車線、存車線和折返線，且具備組織列車臨時(shí)折返條件的車站有北客站、行政中心站、市圖書(shū)館站、北大街站、南稍門站、小寨站、會(huì)展中心站〔1〕。如果以這些車站為分界點(diǎn)，將該線劃分為6個(gè)區(qū)間，若其中某一個(gè)區(qū)間發(fā)生故障時(shí)，可選擇相應(yīng)的臨時(shí)運(yùn)行交路。

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，故障區(qū)段把整條線路分割成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)段，不同區(qū)段可根據(jù)情況采用不同的交路方式。由于西安地鐵二號(hào)線采用了移動(dòng)閉塞，完善的ATP系統(tǒng)為列車反向運(yùn)行的安全提供了保障。為提高行車效率，故障區(qū)段可采用單線雙向交路（俗稱“拉風(fēng)箱”），維持全線低水平的貫通運(yùn)行；非故障區(qū)段可組織列車按臨時(shí)小交路運(yùn)行。根據(jù)故障發(fā)生的區(qū)段不同，組織方法也有差異。

2.1 線路某一端發(fā)生故障 故障區(qū)段采用單線雙向運(yùn)行，在非故障區(qū)段列車?yán)枚删€或停車線等折返，采用小交路運(yùn)行。如圖3所示。

圖3 一端故障時(shí)的列車交路

2.2 線路中部發(fā)生故障 以行政中心至市圖書(shū)館站間發(fā)生區(qū)段故障為例在故障區(qū)段兩端列車?yán)枚删€或停車線等折返調(diào)頭，組織列車在線路兩端按小交路運(yùn)行，故障區(qū)段按單線雙向運(yùn)行，保持部分列車貫通運(yùn)行〔5〕。如圖4所示。

圖4 中部故障時(shí)的列車交路

線路中部發(fā)生故障時(shí)的列車交路需要優(yōu)化。在實(shí)際組織過(guò)程中，如果單線雙向運(yùn)行區(qū)段兩端站間距離過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起旅客等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為避免此情況，可以將該區(qū)段拆分為2段距離較短的小區(qū)間，分別由2列車在2個(gè)小區(qū)間內(nèi)往返運(yùn)行，可以明顯縮短乘客的單次最長(zhǎng)候車時(shí)間，加快列車周轉(zhuǎn)。

以二號(hào)線為例〔1〕，若市圖書(shū)館站至北大街站之間出現(xiàn)故障，圖書(shū)館以北和北大街以南列車采用小交路運(yùn)行，市圖書(shū)館站至北大街站之間采用“拉風(fēng)箱”運(yùn)行（如圖5）。該故障區(qū)段長(zhǎng)5.305 km，若一列車“拉風(fēng)箱”運(yùn)行，按旅行速度35 km/h計(jì)〔1〕，兩端折返清客、換端每次需3 min，乘客的單次最大候車時(shí)間T=5.305/35×60×2+3×2=24.2（min），等待時(shí)間太長(zhǎng)，雖然在維持運(yùn)營(yíng)，但服務(wù)質(zhì)量太低。若以龍首塬車站為分解點(diǎn)，該區(qū)段是5站4區(qū)間，將該故障區(qū)段分為市圖書(shū)館至龍首塬和龍首塬至北大街2個(gè)小區(qū)間，2區(qū)間各為2個(gè)站間區(qū)間，長(zhǎng)分別是2.857 km和2.448 km。按照上面的計(jì)算方法，市圖書(shū)館至龍首塬間乘客的單次最大候車時(shí)間為14 min48 s，而龍首塬站至北大街站間乘客的單次最大候車時(shí)間為14 min24 s。2個(gè)區(qū)間旅客的單次最大候車時(shí)間都在旅客可以接受的范圍以內(nèi)。

圖5 中部故障列車交路優(yōu)化

3 結(jié)束語(yǔ)

城市軌道交通以其舒適、便捷、安全、高效的特點(diǎn)極大地方便了市民出行，將成為城市交通的骨干力量。西安地鐵二號(hào)線作為西安城市軌道交通的首條運(yùn)營(yíng)線路，社會(huì)關(guān)注度高，影響大。高質(zhì)量的服務(wù)不僅能吸引客流，也能為企業(yè)樹(shù)立良好的社會(huì)形象。西安地鐵雖然采用了目前行業(yè)內(nèi)很先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，但并不能排除設(shè)備出故障的可能。為此論述了開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前的調(diào)度組織方式：在正常情況下宜采用大交路模式；在非正常情況下，故障區(qū)段采用單線雙向模式，非故障區(qū)段采取小交路模式。這樣可以充分發(fā)揮地鐵設(shè)施設(shè)備的潛能，保證地鐵在發(fā)生故障時(shí)也能不間斷運(yùn)營(yíng)，盡可能地提高服務(wù)質(zhì)量，降低對(duì)社會(huì)的負(fù)面影響。

〔1〕鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院.西安市城市快速軌道交通二號(hào)線（鐵路北客站-長(zhǎng)延堡段）初步設(shè)計(jì)〔R〕.西安:鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院，2007.

〔2〕張國(guó)寶.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織〔M〕.北京:中國(guó)鐵道出版社，2000.

〔3〕王棟，展曉文.南京地鐵1號(hào)線列車小交路組織探析〔J〕.現(xiàn)代城市軌道交通，2006（4）:42-45.

〔4〕袁博暉，王英濤.針對(duì)斷面客流量差異的行車組織適應(yīng)性探討〔J〕.城市軌道交通研究，2004（5）:32-33.

〔5〕沈景炎.城市軌道交通配線的研究〔J〕.城市軌道交通研究，2006（9）:1-5.