一号线提高运能的运输组织分析及应用

一号线提高运能的运输组织分析及应用

黄耀文

广州地铁集团有限公司运营事业总部广东广州510335

摘要：随着我国城市的繁荣发展日益显著，目前各大城市纷纷大力建设地铁交通网络。地铁建设已经进入高潮时期，地铁具有快速、方便和经济的特点。正在成为越来越多市民的出行首选。然而在地铁交通得到长足发展的同时，日益增长的客流也给地铁运营服务带来了挑战。如何缓解拥挤，改善运能不足的情况，本文针对广州地铁一号线的运输方式进行研究分析，达到挖潜增效的目的。

关键词：运能行车组织大小交路均衡运输

1研究背景

随着线网规模的不断扩大，线网通达性增强，自去年底多条（段）线路开通以来，广州地铁客流量持续增长，以刚刚过去的一周为例，3月4至10日，线网日均客流达到了885.3万人次，较2018年日均客运量829万人次增长约6.7%。一号线客流增长迅猛，特别是工作日高峰客流压力较大，乘客上下车非常困难已成为高峰期的普遍现象。

2客流运输情况

2.1客流运输现状

1.一号线截止7月前，日均客运量达到108.2万人次。

2.高峰断面客流与运能情况。

2.1.1早高峰。

a.工作日早高峰客流集中在芳村～体西区段；时段集中在45分钟内，上行集中在8:01～8:45，下行方向集中在7:46～8:30。

b.上行方向由芳村开始呈缓和阶梯式上升，在农讲所站达到峰值后呈缓和阶梯式下降，在体西站后呈跳跃式下降，最大断面客流出现在8:16～8:30的公园前→农讲所区间，满载率为102%。

c.下行方向在体西开始呈跳跃式上升，在东山口站达到峰值后呈缓和阶梯式下降，最大断面客流出现在8:01～8:15的杨箕→东山口区间，满载率为88%。

d.上行方向客流较为集中，上/下行最大断面客流不均衡系数为1.16。

2.1.2晚高峰。

a.工作日晚高峰客流集中在芳村～体西区段；时段集中在45分钟内，上行集中在17:46～18:30，下行方向集中在18:01～18:45。

b.上行方向由芳村开始呈缓和阶梯式上升，在杨箕站达到峰值后缓和下降，在体西站后呈跳跃式下降，最大断面客流出现在17:46～18:00的东山口→杨箕区间，满载率为78%。

c.下行方向在体西开始呈跳跃式上升后呈缓和阶梯式上升，在公园前站达到峰值后呈缓和阶梯式下降，最大断面客流出现在18:31～18:45的农讲所→公园前区间，满载率为91%。

d.下行方向客流较为集中，上/下行最大断面客流不均衡系数为1.17。

2.2客流变化趋势

随着线网规模的不断扩大，线网通达性增强，一方面推动旧线断面客流进一步增大，同时乘客出行路径将有所变化。

一号线自1999年运营至今，经过十余年的客流培育，客流呈稳步上升姿态，通过近3年的比较，工作日日均客运量以约5%的年增长率增加，最大断面客流的年增长率更达到约9%的水平。

表1一号线工作日日均客运量和断面客流变化情况

2.3客流运输情况小结

2.3.1.目前一号线日均客运量已达到108万，并在一定时期内以约5%的年增长率幅度增长。

2.3.2.最大断面客流增长较大，在一定时期内以约9%的年增长率幅度增长。

2.3.3.早高峰是断面客流较易积聚的时段，一定区段、时段内运能出现不足的情况，目前最大满载率达到102%。

2.3.4.上/下行较大断面客流时段基本集中约45分钟内，出现时段基本同步。

2.3.5.上/下行最大断面客流不均衡系数约为1.17，有一定的调整空间。

2.3.6.受新线开通影响，客流分布规律存在一定的不确定性。

3、各行车组织模式方案比选

目前不均衡运输、短时超高峰等行车组织方式在广州地铁其他线路上已成功运用，并取得一定的成效，因此结合一号线的实际情况，以某一月份预测客流数据，上线27列车为基准，对各行车组织模式方案进行分析。

3.1不均衡运输方式

3.1.1.不均衡运输方式原理。

总运能不变的情况下，抽调部分时段和区段的运能，将这部分运能投入到客流最尖峰时段和区段，形成一个短时不规则周期的超高峰；为提高运能利用率，形成短时的超高峰只完成单方向后就结束，因此形成上下行方向出现不同行车间隔的不均衡运输方式。

3.1.2.实施方案。

一号线的不均衡系数约为1.16，单向性虽然不是很明显，但仍有一定的操作空间。为遵循受运能抽调影响的区段能满足客流需求的原则，运能抽调影响的区段满载率应不高于90%，因此早高峰运能抽调影响区段的行车间隔不能高于3分钟，即上线25列车水平；由于广州东出车限制，故晚高峰不宜使用不均衡运输方式。

方案一：高峰上线25列增加2列不均衡列车（25+2）。

方案二：高峰上线26列增加1列不均衡列车（26+1）。

3.1.3.运能提升情况。

增加相同列数产生不均衡提升的运能与维持时间成反比（即维持越长，增加的运能越小），该两项数值可视实际情况调整，以下方案以维持时间40～45分钟为基准。

方案一：高峰上线25列增加2列不均衡列车（25+2）。

高峰期3分钟的行车间隔，单一方向维持45分钟行车间隔为2分39秒的运能，较常规交路压缩了5秒，运能提升3.3%，以9月份预测数据为基准最大断面满载率为93.1%；运能抽调影响区段的满载率为90.9%。

方案二：高峰上线26列增加1列不均衡列车（26+1）。

高峰期2分53秒的行车间隔，单一方向维持40分钟行车间隔2分41秒的运能，较常规交路压缩了3秒，运能提升1.6%，以4月份客流数据为基准最大断面满载率为94.7%；运能抽调影响区段的满载率为87.3%。

3.1.4.实施难度。

广州东站有2条存车线及2条折返线，在保持1条折返线正常折返使用外，理论上说可以增加3列车进行不均衡运输，但存车线出/收车均需经过站台进行折返，因此当增加2～3列车进行不均衡运输时现场操作难度较大。

由于不均衡运输方式属于特殊的运输方式，运行图需要进行特殊处理，但编图系统落后，编制运行图后需要行调人工组织正线运作或抽线组织2种情况辅助操作。

a．行调人工组织正线运作。

广州东站需转备用时必须达到5分钟的行车间隔，因此必须人为在运行图上造成5分钟的行车间隔。故早高峰上行如实施不均衡运输，每增加1列不均衡列车就需要行调人工组织1列车由西朗→广州东的运作，行调操作风险较大。

b．抽线组织。

早高峰上行如实施不均衡运输，则需编制一个完整的超高峰，根据增加的不均衡列车数下行方向进行相应抽线，由于抽线列车达到西朗后需要调整回厂，运行图编制有一定难度。

3.2短时超高峰

总运能不变的情况下，抽调部分时段和区段的运能，将这部分运能投入到客流最尖峰时段和区段，形成一个短时不规则周期的超高峰。实现原理和不均衡运输方式一致。

3.2.1实施方案

由于一号线上/下行较大断面客流时段基本同步，运能抽调影响的区段满载率应不高于90%，因此早高峰运能抽调影响区段的行车间隔不能高于3分钟，即上线25列车水平；晚高峰运能抽调影响区段的行车间隔不能高于3分30秒，即上线22列车水平。

方案一：高峰上线25列增加2列短时超高峰列车（25+2）。

方案二：高峰上线26列增加1列短时超高峰列车（26+1）。

3.2.2运能提升情况

关键的区段和时段运能提升情况与不均衡运输方式一致，只是较不均衡运输方式一定时段内在非关键的区段的运能有所提升。

3.2.3实施困难

与现有运作模式基本一致。

3.3运能综合调整运输方式

3.3.1运能综合调整运输方式原理

以短时超高峰为基础，结合线路不均衡的可操作性，组合成运能综合调整运输方式。

3.3.2实施方案

根据短时超高峰原则，早高峰保持上线25列车水平，晚高峰保持上线22列车水平。

实施方案：高峰上线25列增加2列短时超高峰列车（25+2）其中一列作不均衡处理。

3.3.3运能提升情况

关键的区段和时段运能提升情况与不均衡运输方式一致，只是较不均衡运输方式一定时段内在非关键的区段的运能有所提升。

3.3.4实施困难

与不均衡运输方式一致。

3.4各运作方式比较

以各方案上线27列车，对早高峰期尖峰期间相关客运数据进行比较，详情见附件1。

相对于最大断面客流区段和时段，大小交路方案运能提升最大，约有7.9%～9.3%的提升，且为全高峰时段；非重合段满载率下降28%～45%，但运能仍能满足客流需要；同时形成的运能相对固定，可调整灵活性差。

其余调整方式对最大断面客流区段和时段有一定的缓解作用，运能约有1.6%～3.3%的提升；运能抽调影响区段，运能约有5.2%～8.9%的下降；对非重合段运能影响较小；同时形成的运能可根据实际情况灵活调整（即运能可灵活进行抽调）。

不均衡运输方式，方案一（增加2列不均衡列车）对尖峰客流区段的缓解较方案二（增加1列不均衡列车）明显，且维持时间长约5分钟，但对运能抽调影响区段较明显。

短时超高峰输方式较不均衡运输方式在一定时段内在非关键的区段的运能有所提升。方案一（增加2列短时超高峰列车）对尖峰客流区段的缓解较方案二（增加1列短时超高峰列车）明显，且维持时间长约5分钟，但对运能抽调影响区段较明显。

运能综合调整运输方式与不均衡运输方式和短时超高峰输方式的方案一在关键区段的运能变化一致，主要区别在非关键的区段的运能有所变化。

3.5实施情况比较

表2各方案实施情况比较表

不均衡运输方式方案对信号系统CPU负荷较小，运作组织等方面都有一定影响，其中方案二影响相对较小；运能利用率较高，其中方案一较方案二高。

短时超高峰运输方式方案对信号系统CPU负荷、运作组织等方面和目前运作保持一致，无增加操作的影响，运能利用率较正常有一定下降。

运能综合调整运输方式对信号系统CPU负荷较小，运作组织等方面都有一定影响，与不均衡运输方式方案二影响一致，运能利用率较正常有一定提高，介于不均衡运输方式2个方案间。

4结束语

经过各类方案比对，单一地实施不均衡运输方式或短时超高峰方式方案，均有一定的弊端，在不较大范围影响现场运作的情况下无法达到提升运能的效果，因此不建议推行单一的不均衡运输方式或短时超高峰方式方案。

运能综合调整运输方式方案（25+2）为不均衡运输方式和短时超高峰方式方案综合体，较好地解决了对运作组织影响较大和对解尖峰客流区段运能提升较小的矛盾，同时运能利用率也较正常模式有一定的提升。建议推行运能综合调整运输方式方案。

参考文献

[1]芳蕾.庞志显.城市轨道交通客流与行车组织分析[J].城市轨道交通研究，2014（05）

[2]陈方红.张成.城市轨道交通客流预测结果分析[J].铁道运输与经济，2007（06）.

作者信息黄耀文，职称：城市轨道交通机电一体化助理工程师，毕业院校：湘潭大学