對編制《地鐵設(shè)計規(guī)范》運營組織部分的思考

毛勵良

(北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

1 運營管理部分在規(guī)范中的意義

地鐵系統(tǒng)作為城市公共交通的骨干系統(tǒng)，將城市交通水平提升到了新的層次，給城市經(jīng)濟的發(fā)展、城市結(jié)構(gòu)的改善、城市居民出行服務(wù)水平的提升以及城市綜合實力的提高，都帶來了實實在在的效果。然而，地鐵系統(tǒng)之所以能夠起到如此良好的作用，與其運量大、速度高、正點準(zhǔn)時、乘坐舒適的特點是分不開的。要達(dá)到這些目標(biāo)，系統(tǒng)除了包含大量的土建工程系統(tǒng)、專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)外，還需要具備完整的維修保障系統(tǒng)和完整的運營管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)必須進(jìn)行良好的匹配、整合，建立有效的運營管理體系，配備訓(xùn)練有素的管理人員，才能將系統(tǒng)安全、有效地運轉(zhuǎn)起來。運營組織設(shè)計，就是以運營管理的需求出發(fā)，從線網(wǎng)、線路、規(guī)劃、安全、使用、保障等各個方面，系統(tǒng)地分析地鐵的各項需求，從運營需求的角度出發(fā)，通過對線路定位、乘客需求、管理需求的分析，在充分了解并結(jié)合工程實施條件的前提下，提出合理的運營規(guī)模、工程建設(shè)規(guī)模需求;明確運營管理方式，提出運營管理的基本指標(biāo)，協(xié)調(diào)多專業(yè)工程設(shè)計的成果。

1992年頒布的《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》中沒有獨立的運營組織章節(jié)，只是根據(jù)預(yù)測客流量，對設(shè)計規(guī)模進(jìn)行了原則上的定義，實際工作中運營組織的設(shè)計內(nèi)容也比較簡單。

將運營組織納入規(guī)范并獨立形成章節(jié)，本身就意味著一種設(shè)計思維方式的變化。2003版的規(guī)范，在積累了一定的地鐵工程設(shè)計經(jīng)驗和運營管理經(jīng)驗的前提下，對系統(tǒng)的要求從模仿到自主、從被動到主動、從工程出發(fā)到從需求出發(fā)，將滲透在規(guī)范各部分條文中的相關(guān)概念提煉出來，結(jié)合概念設(shè)計的基本方法，在研究、總結(jié)運營管理經(jīng)驗和工程建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，首次形成設(shè)計規(guī)范運營組織部分的獨立章節(jié)。而現(xiàn)今第3版《地鐵設(shè)計規(guī)范》的報批稿也成稿在即，該版規(guī)范在2003版規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)計實踐和后續(xù)其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實施，在編制基本原則不變的前提下，對原有內(nèi)容進(jìn)行了修訂和完善。

2 編制內(nèi)容的確定

眾所周知，地鐵是一個龐大而繁雜的系統(tǒng)，地鐵設(shè)計牽涉到很多專業(yè)和子系統(tǒng)。如何對如此眾多的專業(yè)和系統(tǒng)合理地整合、匹配，提出和確定一個基本的運營目標(biāo)，形成一個完成目標(biāo)所需要具備的基本框架和流程，則成為整個系統(tǒng)設(shè)計首先要解決的問題，也就成為運營組織在設(shè)計階段所要完成的工作。

作為地鐵設(shè)計規(guī)范，對運營組織部分所規(guī)定內(nèi)容的界定，首先要符合設(shè)計規(guī)范的定位，即本規(guī)范是為工程設(shè)計服務(wù)的，同時能夠為運營實施提供一個良好的基礎(chǔ)。其次規(guī)范應(yīng)體現(xiàn)運營對工程的基本需求，包含對設(shè)計的基本原則、設(shè)計所考慮的基本影響因素、關(guān)鍵設(shè)計指標(biāo)或參數(shù)、運營組織設(shè)計的基本理念和方法等內(nèi)容。

由此，確定規(guī)范條文應(yīng)達(dá)到以下要求:

1)規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容主要是用于最高運行速度在100 km/h以下，全封閉運行，高峰斷面主要在3萬人/h以上，服務(wù)于城市中心及中心與城市邊緣、組團聯(lián)系的大運量地鐵系統(tǒng);

2)在工程建設(shè)實施之前，對全線的運營總體目標(biāo)、功能、需求、管理模式進(jìn)行充分研究，明確認(rèn)識;

3)提出系統(tǒng)的服務(wù)水平和影響運輸效率的關(guān)鍵性指標(biāo);

4)從運營管理需求的角度出發(fā)，對系統(tǒng)設(shè)計能力、運輸能力的配置以及工程建設(shè)規(guī)模進(jìn)行控制;

5)提出系統(tǒng)運營從單線、多線到網(wǎng)絡(luò)化運營管理的需求;

6)明確運營管理核心內(nèi)容和運營支持保障系統(tǒng)的關(guān)系，提出必須做到的界面和內(nèi)容;

7)規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容應(yīng)盡量具有可操作性，對影響工程規(guī)模的控制性參數(shù)要有具體規(guī)定;

8)作為運營組織規(guī)范，應(yīng)為設(shè)計人員根據(jù)工程需求靈活使用創(chuàng)造條件。

根據(jù)規(guī)范編制的經(jīng)驗，設(shè)計規(guī)范條文一般包含功能性條文、方法性條文和性能性條文。其中，功能性條文主要以基本原則、基本規(guī)定為主，是對總體原則和后面條文的概括性論述;方法性條文說明決策方法或需要考慮的基本因素、目標(biāo)等，根據(jù)具體情況、技術(shù)手段的變化，其結(jié)果可能是不同的;性能性條文規(guī)定具體指標(biāo)，具有直接的可操作性。

依照以上分析，根據(jù)地鐵系統(tǒng)特定和建設(shè)功能需求，最終運營組織規(guī)范確定為下列5個部分:

1)一般規(guī)定(運營概念)。這部分描述了運營組織設(shè)計的基本原則和基本要素，重點突出了借鑒概念設(shè)計的思維和方法，在設(shè)計階段，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行需求、功能、規(guī)模、管理上的分析，以及分析所包含的基本內(nèi)容，同時也是對后續(xù)章節(jié)進(jìn)行的總體概括。

2)運營規(guī)模。這部分內(nèi)容主要用于對系統(tǒng)總體運營目標(biāo)和建設(shè)規(guī)模的確定，主要強調(diào)根據(jù)客流規(guī)模的要求，合理地確定系統(tǒng)運輸規(guī)模，確定系統(tǒng)設(shè)計能力。此外，對影響運輸能力和基本建設(shè)規(guī)模的幾個關(guān)鍵因素提出了相應(yīng)的控制條件和控制方法。

3)運營模式。針對設(shè)計階段，運營模式條文主要針對地鐵系統(tǒng)的核心管理內(nèi)容，規(guī)定了運營管理的基本運作模式及核心指標(biāo)，這些規(guī)定不僅與乘客運輸直接相關(guān)，也會間接地影響工程建設(shè)規(guī)模。

4)輔助配線。與一般規(guī)定和運營模式相對應(yīng)，輔助配線是完成運輸任務(wù)的必備條件，也對系統(tǒng)建設(shè)的工程規(guī)模有很大影響。合理地設(shè)置輔助配線，不僅是保證運營順利實施、控制建設(shè)投資規(guī)模的重要前提，也是在實際運營過程中應(yīng)對各種意外情況的保障措施。本部分條文規(guī)定，就是針對列車運行的各種情況，提出輔助配線設(shè)置的要求和方法。

5)運營管理。該部分以安全、高效、節(jié)能的運營管理為目標(biāo)，對運營管理的機構(gòu)、人員設(shè)置、系統(tǒng)維修保證提出了原則性目標(biāo)，對人員數(shù)量提出了總體控制指標(biāo)，對在實際運營過程中形成良好管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)——客流數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方式，提出技術(shù)手段方面的要求。

3 重點內(nèi)容的思考和解讀

3.1 運營概念的理解

概念設(shè)計是目前被越來越廣泛采用的一種確定產(chǎn)品性能或工程規(guī)模的一種方式，其目的在于進(jìn)行具體的產(chǎn)品或工程設(shè)計之前，對使用該產(chǎn)品或工程的環(huán)境、對象、方法、過程以及所要求達(dá)到的效果進(jìn)行分析研究，從而為具體的設(shè)計工作確定目標(biāo)，成為最終完成產(chǎn)品或工程生產(chǎn)建設(shè)的重要階段和前提。

城市軌道交通系統(tǒng)是由多個分系統(tǒng)組成，根據(jù)各個城市不同線路的不同情況，運營管理對系統(tǒng)的要求也是有差別的。因此，在系統(tǒng)建設(shè)的初期對其整體的運營概念和運營模式進(jìn)行研究，有利于正確認(rèn)識系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模，以及系統(tǒng)在運營管理過程中的需求，在設(shè)計和建設(shè)過程中對土建、車輛及其他設(shè)備系統(tǒng)提出要求，對設(shè)計過程進(jìn)行管理和指導(dǎo)，并為將來的運營管理打下良好的基礎(chǔ)，是非常必要的。

參考概念設(shè)計的基本方法和思路，將地鐵系統(tǒng)的運營概念理解為3個部分，即規(guī)模、模式和管理方式。這3個部分體現(xiàn)了形成系統(tǒng)運營概念的三大基本要素，即最基本的需求、系統(tǒng)如何運轉(zhuǎn)、支持運轉(zhuǎn)的組織架構(gòu)和人員。

通過對以上內(nèi)容的研究，運營概念將根據(jù)各種前提條件，對整個系統(tǒng)進(jìn)行一種整體性的、在一個總體目標(biāo)基礎(chǔ)上以需求為基點的、具有良好匹配性的、全系統(tǒng)性的概念設(shè)計和研究，其內(nèi)容以運營管理需求為基點，包含對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、管理模式、功能匹配、工程方案等各方面提出要求，在各個分系統(tǒng)功能和規(guī)模確定之前，為具體的設(shè)計工作確定目標(biāo)，成為最終合理地完成工程設(shè)計和建設(shè)的重要前提。對于復(fù)雜的地鐵系統(tǒng)，運營概念研究的具體實施既可與工程設(shè)計相互獨立，也可根據(jù)需要融合在各個工程設(shè)計階段中進(jìn)行。

3.2 運營規(guī)模和建設(shè)規(guī)模的確定

在工程設(shè)計階段，確定系統(tǒng)的運營規(guī)模，其主要目的還是要確定系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模。既然工程建設(shè)最終還是要為運營服務(wù)，那么影響運營規(guī)模的幾個主要因素，包括運輸能力、列車編組、列車運行速度、列車運行間隔等要素，就成為確定系統(tǒng)運營規(guī)模，同時也是確定系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的主要因素。其中，系統(tǒng)運輸能力是決定系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的核心元素。

運輸能力原則上是根據(jù)地鐵線路的客流預(yù)測需求來決定的，根據(jù)各年限客流預(yù)測的成果，可以基本判定各年限的運輸能力所要達(dá)到的目標(biāo)。需要指出的是，客流預(yù)測的成果雖然提出了各年限的運量需求，包括全日運量和高峰小時斷面的具體數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)不可能成為一種精確的數(shù)據(jù)，而是一種運量規(guī)模的體現(xiàn)。因此在使用這些數(shù)據(jù)時，還是要進(jìn)行必要的分析，其中包括對運量規(guī)模風(fēng)險的分析、對各年限運量變化速度的分析等。

對于不同規(guī)模的城市，其城市化進(jìn)程的不同，以及軌道交通網(wǎng)絡(luò)化程度的不同，對運輸能力的需求會產(chǎn)生很大影響。例如，如果線路所經(jīng)過的區(qū)域大部分為建成區(qū)，已經(jīng)形成較大的人口和崗位規(guī)模，則線路建成后初近期的客流就會上升較快，在配置初期運輸能力時就要考慮較大的富余量;反之，如果線路所經(jīng)區(qū)域主要為規(guī)劃發(fā)展區(qū)域，由于城市規(guī)模和人口規(guī)模的形成需要有一段時間，則初近期運輸規(guī)模的風(fēng)險就比較小，而遠(yuǎn)期的客流規(guī)模風(fēng)險就比較大，因此在配置運輸能力時，對于遠(yuǎn)期就要考慮較大的富余量。

在確定運輸能力的基礎(chǔ)上，列車編組、運行速度、運行間隔幾個綜合性的指標(biāo)，共同確定了總體的運營規(guī)模，成為決定系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模，包括車站規(guī)模、線路標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、安全保障系統(tǒng)、環(huán)境保障系統(tǒng)、管理保障系統(tǒng)、系統(tǒng)維護(hù)保障規(guī)模和投資規(guī)模的基本出發(fā)點。

3.3 運營模式的規(guī)定

經(jīng)過對地鐵運營管理的內(nèi)容進(jìn)行分析后，運營管理工作可歸納為幾個基本內(nèi)容:核心管理、保障性管理和日常性管理。

核心管理主要是指直接面對于乘客、面對社會公眾負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)以及保障以上業(yè)務(wù)的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，包括調(diào)度指揮、列車運行、車站管理、票務(wù)管理等。

保障性管理是服務(wù)于核心管理的，不直接與服務(wù)對象和公眾見面，工作的有效性不直接體現(xiàn)在對乘客的運營服務(wù)中，但是對于整個運營系統(tǒng)來講同樣是不可或缺的部分，主要包括車輛和設(shè)備系統(tǒng)的維修保障、物資供應(yīng)、員工培訓(xùn)等。

日常性管理是指企業(yè)的后勤保障管理，并非地鐵運營企業(yè)中的專業(yè)技術(shù)管理，主要包括辦公室、人力資源管理，黨群工作、監(jiān)察審計，企業(yè)、財務(wù)、安全和技術(shù)管理等。

由此看出，地鐵系統(tǒng)的運營管理模式包含很多內(nèi)容，作為設(shè)計規(guī)范，也不可能對運營模式的各方面都進(jìn)行規(guī)定。因此針對設(shè)計階段，運營模式條文主要針對地鐵系統(tǒng)的核心管理內(nèi)容，規(guī)定了運營管理的基本運作模式及核心指標(biāo)，這些規(guī)定不僅與乘客運輸直接相關(guān)，也與建設(shè)規(guī)模直接相關(guān)，其中主要包括:

1)列車運行指揮方式——明確規(guī)定列車運行指揮采用集中監(jiān)控的方式;

2)列車駕駛安全防護(hù)方式——由于地鐵系統(tǒng)是大運量高密度運行，因此列車運行必須采用自動化安全防護(hù)系統(tǒng);

3)對列車運行速度的控制——包含對曲線運行速度、正常情況下區(qū)間最高運行速度、牽引計算啟動和制動加減速度提出明確指標(biāo)，這些參數(shù)直接關(guān)系到線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和列車旅行速度的計算;

4)停站時間計算——主要對列車在車站停站的開關(guān)門時間提出明確指標(biāo)，不僅影響到列車旅行速度，同樣還影響到車站配線的設(shè)置以及車站通過能力。

3.4 運行交路的設(shè)定

運行交路有很多種，大致可分為單交路、大小嵌套式交路、支線交路等幾種類型。根據(jù)國內(nèi)地鐵實際情況，使用最多的是1個大交路或大小2個嵌套式交路。一般情況下，為了保證一定的服務(wù)水平，初期大部分線路都是使用1個大交路，近遠(yuǎn)期為了提高列車運行的運輸效率，常常采用大小交路套跑的方式。

設(shè)定線路的大小運行交路，首先考慮的是大小交路的服務(wù)范圍是否能滿足客流斷面的需求，但核心問題還是要對乘客出行范圍、出行特征進(jìn)行必要的分析。由于每條線路的具體情況不同，在規(guī)范中并沒有對大小交路的設(shè)置提出具體指標(biāo)，但提出了要根據(jù)各設(shè)計年限客流量和分布特征綜合確定的要求。具體來說，應(yīng)考慮以下幾方面的因素:

1)通過對線路沿線土地使用規(guī)劃性質(zhì)、人口分布和預(yù)測OD客流的分析，明確乘客在本線的出行范圍，盡量使交路設(shè)置符合乘客出行范圍的需要。

2)考慮線網(wǎng)換乘節(jié)點的分布，分析換乘節(jié)點換乘量的大小和強度，盡量避免由于運能匹配不合理而形成換乘客流對線路的沖擊。

3)小交路不可避免地會存在需要繼續(xù)前行的乘客被清客下車，并轉(zhuǎn)乘下趟列車。如果清客時間較長造成停站時間增加較多，或者造成有較多的乘客需要轉(zhuǎn)乘下趟列車而造成過度擁擠或停站時間過長，即便運輸能力能夠滿足斷面需求，也表明交路設(shè)置是不合理的。

4)小交路的實施需要設(shè)置折返線，應(yīng)結(jié)合全線配線設(shè)置綜合考慮。

5)對于一條線路的不同時期，由于沿線發(fā)展程度不同，列車運行交路會存在變化的可能，在交路設(shè)置和配線設(shè)置時要提前分析和考慮。

3.5 輔助配線的設(shè)定

地鐵線路的配線主要包括折返線、渡線、故障車停車線、聯(lián)絡(luò)線、車輛基地出入線和安全線等，這些輔助配線在地鐵系統(tǒng)運營過程中不僅是列車完成運行動作的直接參與者和安全保證，而且對系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模也有很大的影響。在設(shè)計過程中，折返線、故障車停車線、安全線等線路，都是特別需要重點考慮和研究的。

1)折返線通常包含站后折返、站前交叉渡線折返和站前三線式折返等形式。一般情況下，站后雙折返線折返形式由于不與后續(xù)列車產(chǎn)生敵對進(jìn)路，具有折返能力較高、工程規(guī)模相對合理的特點，而且兩條折返線互相備用，還可以臨時存車，信號的進(jìn)路關(guān)系相對簡單，因此一般終點站和中間折返站都使用站后折返的形式。同時，站后折返線還可以直接延伸與車輛基地的出入線連接，成為出入線的一部分。此時，如果此車站是終點站，在工程條件允許時，應(yīng)在站前設(shè)置一組單渡線，以增加車站配線的靈活性。

站前交叉渡線折返的形式一般在高架島式站臺終點站或沒有條件設(shè)置站后折返的地下島式終點站使用，可以適當(dāng)減小高架車站的體量。但使用站前交叉渡線折返時必須對折返能力進(jìn)行仔細(xì)核算，必要時要增加道岔的號數(shù)來提高側(cè)向通過速度。

2)根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，故障車停車線需要在間隔一定的距離內(nèi)設(shè)置，這是為滿足運營期間故障車處理的需求而確定的。在設(shè)置此類配線時，在滿足距離要求的情況下，首先要考慮盡量與具有配線的車站結(jié)合設(shè)置，如小交路折返線、聯(lián)絡(luò)線、車輛基地出入線、地下線與高架線過渡的車站等，以便節(jié)省土建規(guī)模，使配線的位置更加集中和便于管理。同時，停車線的設(shè)置要結(jié)合土建工程條件，在適合明挖的車站可設(shè)置2條停車線，其中1條可作為存車線使用;在適合暗挖的區(qū)域，可以設(shè)置1條，減小車站明挖對地面產(chǎn)生的影響。需要指出的是，停車線的末端應(yīng)設(shè)置渡線與正線連通。如果不能設(shè)置，則需要考慮加密停車線。

3)安全線的概念是從鐵路設(shè)計的理念中引申過來的，目的是為了保證在線路條件受到限制的時候，避免列車在不適當(dāng)?shù)臅r候闖進(jìn)正線，主要使用在車輛基地與正線接軌的出入線上。

由于過多安全線的使用會導(dǎo)致土建工程增加，配線形式變得復(fù)雜，因此規(guī)范規(guī)定，只在岔線或車輛基地出入線進(jìn)入正線前不具備一度停車條件和經(jīng)過核算不能滿足信號安全距離要求時，才設(shè)置安全線，其他情況下的安全保障則應(yīng)通過管理措施來實現(xiàn)。

4 結(jié)語

將運營組織納入規(guī)范并獨立形成章節(jié)，本身就意味著一種設(shè)計思維方式的變化。隨著地鐵建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，各大城市紛紛進(jìn)行軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，各種不同運量、不同性質(zhì)的地鐵線路不斷出現(xiàn)，所采用的技術(shù)也不斷更新，地鐵建設(shè)面臨著前所未有的大發(fā)展。同時，隨著地鐵新線不斷投入運營，以建設(shè)為運營服務(wù)的理念也在不斷深入到工程建設(shè)的各個領(lǐng)域，對地鐵系統(tǒng)設(shè)計的要求也越來越高。在這種情況下，以運營需求為主導(dǎo)、運營管理為主線的設(shè)計理念，被逐步納入到地鐵工程設(shè)計工作中。

此外，目前已經(jīng)完成報批稿的新版規(guī)范中，除了對條文內(nèi)容進(jìn)行修正細(xì)化外，特別加強了關(guān)于服務(wù)水平和安全方面的規(guī)定，包括對列車運行間隔的規(guī)定、列車起動、制動加速度的規(guī)定以及列車進(jìn)站速度、過站速度和救援速度等方面的規(guī)定。這不僅是規(guī)范本身的更新，而且是通過近些年我國城市軌道交通的飛速發(fā)展，導(dǎo)致了整體技術(shù)水平的發(fā)展以及建設(shè)和運營理念的更新。

從與國外、香港等公司的技術(shù)交流中了解到，運營組織設(shè)計已經(jīng)在工程設(shè)計中占有較強的主導(dǎo)地位，其作用包括設(shè)計理念、規(guī)模確定、運營標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)、運營過程管理、乘客服務(wù)、維修保障、運營經(jīng)濟等各個方面，涵蓋了從規(guī)劃到運營的全過程。

因此，結(jié)合國內(nèi)外的工程設(shè)計實踐和目前各城市運營管理經(jīng)驗，修改原有的設(shè)計模式和思路、加強相關(guān)科技和理論研究、改善和優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)手段、推行基于運營管理模式的軌道交通工程設(shè)計，對于提升規(guī)范理念的執(zhí)行，強化運營管理在設(shè)計工作中的引領(lǐng)地位，是完全可行和必要的。

［1］GB 50157—1992地下鐵道設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，1992.

［2］GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［3］建標(biāo)104—2008城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京，2008.

［4］GB 50490—2009城市軌道交通技術(shù)規(guī)范［S］.北京，2009.

［5］梁玲琳.產(chǎn)品概念設(shè)計［M］.北京:高等教育出版社，2009.