城市軌道交通的車輛選型和列車編組方案選擇

賈連志 汪 侃

（南昌軌道交通有限公司，330038，南昌∥第一作者，工程師）

隨著客流量的快速增長，我國部分城市的軌道交通線路出現了運能不足的問題。特別是北京和上海等城市，早晚高峰期車輛客室中的擁擠現象十分嚴重。由于城市軌道交通建設的不可逆性，通過后期改造的方式提升運力幾乎不可能。如果某條線路的運能不足，還將直接影響整個線網的運用；即使通過改變列車編組、縮短列車行車間隔等方式進行線路能力補強，但在換乘站也將不得不面臨換乘能力不匹配的尷尬處境。客流預測具有不可控性，因此，正在規劃建設城市軌道交通的城市，在規劃之時應考慮得更長遠一些。

車輛的選型和列車編組方式以及開通后的運營組織方式等將直接影響線路的運能。因此，在進行線網規劃時，應對主干線路的車輛選型和列車編組方式進行綜合分析，避免因一條線的車輛選型和列車編組方式等選擇不當而影響整個線網的運營組織。

1 不同型號地鐵車輛參數比較

城市軌道交通車輛一般分為A型車、B型車和C型車。由于C型車運力小，一般應用于輕軌或其他較小運量的軌道交通線路中。A型車和B型車的主要參數見表1。

表1 城市軌道交通A型車和B型車參數比較表

A型車和B型車的高度一樣，因而計算所得的圓形隧道建筑限界基本是一樣的。另外，國內各廠家生產的盾構機相差不大，且均滿足A型車的最大限界，建設單位不會為了減少一點限界而去定制小一號的盾構機，更不會像國外城市軌道交通一樣采用橢圓盾構機，因此，無論選擇A型車還是B型車，基本不會影響隧道建設的投資。

2 不同型號車輛及編組方案的性價比比較

常見的列車編組方案有6A、6B、8B和8A等4種。8A編組方案一般在較大客流的情況下采用，在此不做特別比較，現僅對爭議較多的6B、8B和6A編組方案進行比較（見表2）。

表2 各種列車編組方案的基本參數比較表

在相同遠期預測客流條件下，如果采用大運量列車編組方案，則可以通過適當加大行車密度的方式，減少運用列車數，從而降低車輛購置和信號設備成本。同時，由于減少了列車采購數量，還將減少車輛段和停車場用地面積，間接降低用地成本。針對選擇A型車會造成用電能耗增大是基于開行相同列次而言的，而對于相同的客流運送量，通過運營組織調節行車間隔，可以減少開行列次，從而降低能耗。

3 遠期開行標準說明

從國內城市軌道交通的前期設計文件來看，遠期開行標準的行車間隔一般定為2min。雖然設計遠期是指開通運營后25年，但從北京、上海及廣州的經驗來看，在線網初步形成后，由于客流的壓力，后續開通的中心城區線路的開通標準越來越高，而且在3～5年內就迅速達到了預測的遠期客流。

就車輛選型而言，對遠期最大設計開行標準，運營部門更傾向于選擇高峰時期開行6A編組列車、行車間隔2min36s的標準，而不是選擇開行6B編組列車、行車間隔2min的標準。前者可以保證在個別車站客流壓力較大的情況下增加列車上下客時間也不至于造成高峰期列車晚點，而且客流過大時還可以通過投入備用車進一步縮短行車間隔，大大提高了運營組織的靈活性。

4 綜合性價比分析

結合國內某條城市軌道交通線路的前期設計來做分析和比較。該線路全長20km，設15座車站，預計全周轉時間為75min。

在相同的客流預測條件下，遠期采用6A列車編組方案，高峰期行車間隔2min 36s，需上線列車29列；按照檢備車不低于上線列車數的20%進行計算，共需配置列車35列。采用6B編組方案，高峰期行車間隔2min，需上線列車38列；按照同樣的檢備車比例計算，共需配置列車46列。

4.1 建設成本比較

在相同的客流預測條件下，6A與6B兩種列車編組方案的建設成本比較見表3。

表3 6A與6B列車編組方案的建設成本比較表

從建設成本來看，在提供相同運能的情況下，選擇6A方案比6B方案反而節省了投資，而且6A方案預留了充足的進一步縮短行車間隔提高輸送能力的空間，能夠應對更大的高峰斷面客流，避免客流預測出現偏差帶來的風險。

4.2 服務標準比較

某城市的軌道交通3號線一期工程6A與6B列車編組方案的服務標準比較見表4.

由于行車間隔包含了約1min的列車停站時間及列車進出站時間，除早晚低峰運營時段外，乘客實際感受到的列車等候時間不會有明顯差異；且早晚低峰的客運量通常低于全日客運量的5%，6A列車編組方案不會對整體的服務質量造成影響，而且可以通過早晚低峰加開1列上線列車將行車間隔縮短到7min以內，從而提高服務標準。

表4 某城市的軌道交通3號線一期工程6A與6B列車編組方案的服務標準比較

4.3 運營收支比較

某城市的軌道交通3號線一期工程6A與6B列車編組方案的運營收支比較見表5。

表5 某城市的軌道交通3號線一期工程6A與6B列車編組方案的運營收支比較表

需要注意的一點是，在單線運營或線網形成初期，由于客流不足，在采用6B列車編制方案運能已經過剩的情況下，為保證對乘客的服務標準而縮短6A編組的列車行車間隔，可能會造成一段時期內的運營成本上升。

4.4 結論

綜上所述，在新線建設時，面對同樣大小的客流，無論是從建設成本還是運營收支來看，6A列車編組方案比6B列車編組方案更經濟、合理。更為重要的是，在客流預測可能出現較大誤差的情況下，系統最短行車間隔又只有2min的前提下，6A列車編組方案還有進一步縮短行車間隔、提升30%運能的空間。

在城市軌道交通已成線網的城市，很多早期建成的線路的客流量已超出了遠期預測的客流量，若運能沒有提升空間，將對運營組織形成制約，運營安全長期得不到保障。特別是在客流預測只有25年的前提下，城市軌道交通建設的不可逆性更需要城市軌道交通的建設者們不能仍然固守舊有觀念，要轉變觀念，立足當下，考慮長遠。

5 結語

通常，部分城市的軌道交通新線建設容易出現兩個片面性：一是偏重絕對值比較，初看6A列車編組方案比6B列車編組方案確實要多花不少錢，但沒有考慮到運營組織可以適當調節開行密度的因素；二是對城市軌道交通的直接投資考慮的比較多，對其他間接投資影響考慮得不夠。例如，由于土地資源的緊缺，節省地面用地等將越來越顯得寶貴。

從國內新建城市的軌道交通規劃來看，一方面要設計出6B列車編組遠期行車間隔2min左右的方案，證明遠期客流確實有這么大，便于立項；一方面又不肯為遠期預留足夠的運能提升空間，根據地鐵設計規范一般只考慮15%的裕量，因此很容易在遠期形成運營瓶頸。

由此可見，城市軌道交通是一項綜合性工程，不能簡單地進行絕對值比較，應更長遠地進行深入分析。

［1］GB 50157―2003地鐵設計規范［S］.

［2］何宗華，汪松滋，何其光.城市軌道交通運營組織［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［3］魏曉東.城市軌道交通自動化系統與技術［M］.北京：電子工業出版社，2004.

［4］周春燕.上海軌道交通運營成本控制芻議［M］.城市軌道交通研究，2010（7）：9.