2010上海世博會期間8號線運輸組織方案優化研究

江志彬 艾文偉 田益峰

(1.同濟大學交通運輸工程學院,201804,上海;2.上海軌道交通運營管理中心,200070,上海;3.上海地鐵第二運營有限公司,200070,上海∥第一作者,講師)

上海軌道交通8號線是上海軌道交通網絡中溝通城市南北的重要線路,它溝通了浦江兩岸,串聯了南京路、淮海路、西藏路、四川北路等4大市級商業街,以及老西門區級商業中心和以人民廣場、世博會為代表的多個重要的大型客流集散點。8號線一期工程于2007年12月29日建成試運營,二期于2009年7月5日建成試運營。目前8號線線路全長37.5 km,投入運營車站28座。8號線是2010年上海世博會舉辦期間最重要的軌道交通線路之一。為此,必須充分分析8號線的客流特征,制定適合于世博會期間的運輸組織優化方案。

1 線路現狀運能運量適應性分析

軌道交通8號線自2007年年底開通以來,客流的增長速度十分迅速,一期開通初期就出現了高峰時段車廂擁擠、車輛超載率高、線路部分區段運能嚴重不足的現象;二期開通后,雖然行車間隔有所縮短,但因客流增幅明顯,線路能力緊張的局面并沒有得到緩解,某些工作日高峰最大斷面的滿載率達到了174%,超負荷運行情況非常嚴重。目前8號線是上海軌道交通運能最為緊張的線路之一。由于工作日客流特征復雜,運輸能力最為緊張,因此本文以2009年8月26日(周三)客流為例,對8號線工作日斷面客流特征進行詳細分析。8號線工作日全日分時斷面和空間斷面分布如圖1和圖2。

由圖1和圖2可得到8號線工作日客流特征為:

(1)早晚高峰特征非常明顯,早高峰客流具有明顯的向心特征,晚高峰客流具有明顯的離心特征。在早高峰時間段內,由北段至市中心(人民廣場站)的斷面客流非常大,過人民廣場站(1、2、8號線換乘站)后,斷面客流驟減(數量超過一半)。同樣,由南段至市中心過人民廣場站后,斷面客流減幅也非常明顯。在晚高峰時間段內,由人民廣場站往北段和南段的客流增幅非常大(北段尤為明顯)。

(2)早晚高峰特征不同。表現為晚高峰持續時間比早高峰長,但早極端高峰的數值遠大于晚極端高峰數值,上午上行最大斷面客流較下行要大,而下午及晚上下行最大斷面客流較上行大。

(3)上下行客流極度不均衡,尤其是早晚高峰期間的上下行客流不均衡程度尤為突出。早高峰上行斷面客流遠大于下行斷面客流,不均衡系數約為1.25;而晚高峰下行斷面客流要大于上行斷面客流,不均衡系數約為1.23。

目前8號線工作日計劃運行圖全線開行大小交路(大交路為市光路站——航天博物館站,小交路為市光路站——楊思站),早高峰共線段最小行車間隔為4 min 53 s,大小交路開行比例為1∶2;晚高峰共線段最小行車間隔為5 min 33 s,大小交路開行比例為1∶1。其運能運量匹配圖如圖3。

圖1 8號線工作日全天分時分方向斷面客流

圖2 8號線工作日斷面客流空間分布

圖3 8號線運能運量匹配圖(客流為工作日早高峰上行最大斷面)

由圖3可以看出,目前8號線工作日早高峰上行曲陽路站至人民廣場站區段的運輸能力不能滿足要求,尤其是中興路站至曲阜路站和曲阜路站至人民廣場站兩區間,滿載率都超過了140%;陸家浜路站以南區間斷面的能力較富裕,滿載率都小于50%。同理分析可以得到下行斷面運輸能力能滿足要求,最大滿載率約為88%,但人民廣場站以北的區間滿載率都小于50%。

2 世博會期間客運組織需求分析

世博會園區位于盧浦大橋和南浦大橋之間的濱水區,橫跨黃浦江,展區分布在浦東和浦西。在世博會場館附近,可直接為世博會客流服務的軌道交通線路有4、6、7、8、13號線。世博會客流具有持續時間長、密集程度高、客流突發性大等特點,其運輸組織的難度很大。世博會期間8號線會存在以下幾個方面的問題:

(1)極端斷面客流量大,運輸能力緊張。據預測,世博會客流總規模約7 000萬人次,日均客流量40萬人次,一般高峰日客流量60萬人次,極端高峰日客流量80萬人次。游客進出世博會園區的交通方式構成中,軌道交通方式約占50%。在服務世博會園區的線路中,8號線直接穿越世博園區,在世博園范圍內有3個車站,是游客到達或離開園區選擇的主要線路之一。目前8號線高峰時間段能力已經遠不能滿足需求,而在世博會期間,斷面客流量(尤其是極端高峰斷面客流)較目前會有所增長,運能與運量的矛盾將更為突出。因此,8號線需要繼續增大運能,以滿足世博會高峰時段的客流需求。

(2)客流特征復雜,方向和區段上的客流不均衡程度大。世博會期間,受游客密集進出園區影響,上下行客流量的不均衡程度將會加大,早高峰客流主要流向為浦西至浦東,而晚高峰則相反。在同一方向上,不同區間的斷面客流量差別很大,主要表現為線路中間區段(黃興路站——成山路站)較其他區段斷面客流大。

(3)某些車站的客流疏散壓力和組織難度大。世博會游客入園或離去高峰時段,在8號線周家渡等站會產生較大的進出站客流,在人民廣場、西藏南路、陸家浜路、耀華路等換乘站會產生較大的換乘客流,從而增加了這些車站的疏散壓力和站內客運組織的難度。

3 世博會期間8號線運輸組織方案優化

為了滿足8號線世博會期間斷面客流量大、方向上和不同區段上客流不均衡等特征,需要做好8號線行車組織與客運組織的準備工作,在既有的設備條件下,最大限度地提高線路的輸送能力。具體可采取以下幾個方面的措施。

3.1 提高開行密度與增大列車編組

在高峰時段,8號線可以通過提高開行密度與增大列車編組來提升運能。8號線基于無線通信的列車控制(CBTC)的信號制式,為提高列車開行密度提供了技術保障;隨著8號線7節編組列車的陸續到位,其運輸能力有望得到進一步提高。

3.2 開行大小交路方案列車

在高峰時段,8號線的斷面客流存在區段上的不均衡,斷面客流較小區段因車輛滿載率過低會引起運能閑置。為避免運能的浪費,可考慮開行大小交路的行車方案,在客流量較大的線路區段開行短交路,在滿足開行密度的同時提高車輛運用經濟性,加快列車周轉,減少運用車數。從8號線的線路條件和斷面特征來看,可以開行的大小交路方案如圖4和圖 5。

圖4 8號線大小交路方案一

圖5 8號線大小交路方案二

3.3 優化車組使用方案

在世博會期間,8號線配備的車組數量為46列(28列為6節編組、18列為7節編組),最大上線車組數約為40列,每節車定員210人。從線路的能力計算分析,世博會期間8號線可以投入的運用車組數量是不夠的。為了充分發揮車組的運用效率,可以從以下方面優化車組的使用方案:

(1)優化車組運用方式。如果多交路列車存在共同折返站,可以考慮采用車組套跑的運用方式,車組套跑運用可以節省運用車組數量,同時也能提高車組運用效率與提高車組的折返能力。在每天車組的運用方案中,為了保證共線區段和高峰時段的能力,可以通過調整7節編組車組的出庫順序,盡量在小交路上和高峰時間段內投入最多的7節編組列車。

(2)優化車組修程。在世博會期間,受黃金周、節假日等影響,也會存在高峰與低峰日,可以通過優化車組修程,保障在高峰日能投入更多的7節編組列車。

3.4 優化列車運行圖

在一定的線路通過能力與車組運用數量條件下,可通過優化列車運行圖來更好地滿足客流的需求,具體的措施有:

(1)大小交路方案條件下,改變大小交路列車的開行比例。在大小交路方案條件下,應重點保障共線段的能力,可通過增加小交路的開行比例來提高共線段的輸送能力。

(2)在保證高峰時段開行密度的總體要求下,提高極端高峰時間段內的列車開行密度。受車組數量限制,在整個高峰時間段內提高列車開行密度是無法實現的,但是可以在極端高峰時間段內(如某半個小時內)提高開行密度,并使高峰時間段的其他時間的列車開行密度稍微變低,這樣既不需要增加運用車組數量,又能保證極端高峰時間段的運輸能力(如圖6)。

圖6 極端高峰開行高密度列車的運行圖鋪畫方式

(3)上下行開行不均衡列車。由于8號線上下行客流不均衡系數大,在滿足某一方向的客流需求條件下,另一方向的能力利用率會較低。為充分提高車組運用效率與節省運營成本,可根據斷面客流特征鋪畫上下行不均衡的列車運行圖。開行不均衡列車需解決的一個最為重要的問題是車組存放。由于8號線兩端都有車輛段或車場,因此具備開行不均衡列車的條件。具體的操作方法為:在早高峰,從市光路站往航天博物館站方向密集開行,至航天博物館站結束運營后,讓部分列車回航天博物館站連接的車場。在晚高峰,將早高峰入庫的列車從航天博物館站密集開出,至市光路站后結束運營并回庫。運行圖方案如圖7所示。

圖7 8號線上下行不均衡列車運行圖(早高峰時間段)

在上述列車運行方案下,早高峰上行共線段行車間隔可以縮短至2 min 28 s,上行共線段輸送能力可達到30 240人次/h,總運用車組數量為40列;下行共線段平均行車間隔為3 min 18 s,下行共線段輸送能力可達到22 680人次/h。較開行均衡列車運行圖相比,此方案可節省139車·km。這樣的開行方案既能滿足客流需求,又能有效節省成本。

3.5 加強車站客運組織

在西藏南路、人民廣場等產生大客流的車站,需要通過一些措施對站內客流進行組織,具體的措施有:

(1)加強信息引導。通往世博會的軌道交通線路還有4、6、7、13號線。如果8號線能力負荷過大,可加強信息引導,讓乘客流盡量避開8號線的高峰區段。

(2)做好應急預案。在8號線世博園周邊車站和一些重要的換乘站,需要做好應對世博會大客流的應急預案,充分預估客流的大小、流向,以及影響的范圍和相關的安全隱患,做好應急條件下的詳細處置方法與流程。

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