南京地鐵Y字形交路2∶1模式運營實踐

王 軍

(南京地鐵運營有限責任公司 南京 210012)

2010年南京地鐵1號線南延線開通后，改變了原有1號線單線單交路的運營模式，采取Y字形交路的運營模式。隨著1號線南延線客流的不斷增長，特別是早高峰時段的客流增長已經遠遠超出預期，如何改變1號線高峰期的擁擠現狀，按照客流規律合理安排運能，最大限度發揮現有車輛及設備的能力，實現Y字形交路2∶1的運營模式是本文研究的重點。

1 背景介紹

南京地鐵1號線于2005年9月4日開通試運營，北起邁皋橋，西至奧體中心線路長度為21.72 km，設16座車站，配20列車。2010年5月28日南延線開通后，在安德門站與原1號線合并運營，現新1號線運營線路長度共46.72 km，設31座車站，配45列車。安德門—邁皋橋為共線區段，安德門—奧體中心和安德門—藥科大學為支線區段。其中，邁皋橋至安德門之間共線段為14.74 km，12座車站;安德門站至奧體站之間的西延伸線的線路長度為6.98 km，4座車站;安德門車站至藥科大學站之間的南延伸線線路長度為25 km，15座車站(見圖1)。

圖1 1號線線路示意

由于在南延線開通后，新1號線是Y字形的線路，目前國內地鐵在運營類似線路時，選擇的模式均為分段運營，南京地鐵在選擇運營模式時，也傾向于分段運營，并有2種方案，即:

1)邁皋橋—奧體中心單交路運營，安德門—藥科大學單交路運營，在安德門實現換乘;

2)邁皋橋—藥科大學單交路運營，安德門—奧體中心單交路運營，在安德門實現換乘。

但由于安德門站缺乏渡線(見圖2)，不具備折返條件，導致分段運營在南京地鐵1號線不具備可行性。在經過比選后，南京地鐵1號線最終采用貫通運營的Y字形交路方式組織運營，開往奧體中心方向和藥科大學方向的列車比例為1∶1。在1∶1的情況下，支線的運能只能是主線的一半，當隨著支線開通時間的增加和小區入住率的提高，支線的運能將會難以滿足客流增長的需要。

圖2 安德門站示意

2 因素分析

2.1 客流分析

縱觀1號線的地域分布，共線區段地處南京市主城區，周邊商業發達、小區成熟、與2號線交會，客流相對充裕且穩定;南延線地處南京最大的經濟開發區江寧，為南京副城區，住宅小區眾多，南延線開通后，吸引了大量的年輕市民前往落戶定居，每天往返于主城與江寧，潮汐式客流明顯;西延線地處河西奧體中心附近，目前客流雖然較開通初期有所增長，但由于站點少，西延線總體客流不大(見表1)。

表1 工可預測客流與實際客流對比

目前，上線列車34列，其中西延線13列，南延線21列，共線間隔3 min7 s，支線間隔6 min15 s，共線最大運能3.58萬人次，支線最大運能1.79萬人次。

表1中數據表明，目前的客流斷面已經超過了工可預測中2012年的客流，1號線除西延線外，共線區段和南延線在高峰期均接近或超過A型車定員人數，其中南延線已經超過2400人，實際的個別列車局部可能會更加擁擠。隨著經濟的發展，客流依然在強勁增長，年增長率在15%左右，今后客流壓力將更為巨大。

2.2 列車分析

目前，1號線共有列車45列，其中原1號線列車20列，南延線新配列車25列，20列老車已經經過改造可以在南延線運行。按照較高(90%)的上線率計算，最大上線列車數為41列，但目前依然有2列新車未交付使用。同時1號線的老車正處于架修階段，同一時期將有1列車處于架修狀態，無法上線運營，且隨著大修的啟動，2013年將會有1列車處于大修狀態，屆時，將同時有2列車因修程無法上線運營。因此，如果新車全部到齊，最多上線列車也僅為39列。

由于列車的不足，已逐漸造成以下局面:

1)高峰時段列車內擁擠不堪.經常出現乘客擠不上車的情況。

2)架修、大修無法按規定修程進行，車輛普遍存在超期服役的現象，形成車輛欠檢修、運營拼設備的被動局面。

3)由于列車欠修嚴重，列車上線運行的故障率隨之增加。同時高峰時段無備用車，列車故障下線后，該間隔只能通過調整在線列車間隔來彌補，導致后續列車更加擁擠，更容易發生車門故障，從而增加了行車組織的難度，同時延長了乘客在站候車的時間，直接影響到行車安全和客運服務的質量。

3 方案比選

3.1 增加上線列車的1∶1模式

如果繼續按照1∶1模式組織運營，要緩解客流壓力，只能通過增加上線列車的方式提高運能。按照最高上線39列車的現有條件，開往奧體中心和藥科大學方向各需要15列車和24列車。共線間隔達到2 min 45 s，支線間隔達到5 min 30 s(見表2)。

表2 增加上線列車1∶1模式運能情況

根據前面的客流分析，此方案雖然能夠滿足共線和西延線區段的客流，但滿足不了南延線的客流需求。

3.2 完全2∶1模式

2∶1模式即根據客流規律，將開往南延線和開往西延線的列車比例按照2∶1的模式進行分配。完全2∶1模式即上下行都按照2∶1模式開行。按照最高上線39列車的現有條件，開往奧體中心和藥科大學方向各需要9列車和30列車。共線間隔達到3 min，南延線間隔達到4 min 30 s，西延線間隔達到9 min(見表3)。

表3 完全2∶1模式運能情況

根據前面的客流分析，此方案雖然能夠滿足支線區段的客流需求，但滿足不了共線區段的客流需求。

3.3 高峰區段2∶1模式

完全2∶1模式即在上下行均為2∶1模式，如果在列車數能夠滿足的情況下，此方案為最優。但由于最大供車數不足，為確保運能滿足各線需求，在高峰區段采用2∶1模式進行運營。即為了滿足局部高峰而在局部增大行車密度，采用局部2∶1的模式組織行車。按照最高上線39列車的現有條件，開往奧體中心和藥科大學方向各需要12列車和27列車，2∶1開行時間可持續1 h，共線間隔達到2 min 20 s，南延線間隔達到3 min 30 s，西延線間隔達到7 min(見表4)。

表4 高峰區段2∶1模式運能情況

由此可見，通過高峰區段2∶1開行方式，滿足了高峰區段的客流需求，即滿足了共線與南延線斷面，西延線間隔也增加不多，較符合南京地鐵目前的現狀，故此方案較為可行。

4 方案實施

4.1 FALKO 簡介

南京地鐵1號線采用西門子信號系統，與信號系統接口的編圖系統采用FALKO系統，FALKO是在德國和歐洲鐵路系統廣泛使用的設計和驗證運行時刻表的專業軟件。編輯一個新的運行圖，需要考慮所有相關的運行條件，即列車運行的路徑、時刻表使用的具體時間段、在不同車站的停站時間、運行間隔、需要的列車號等。FALKO會優化列車使用的時間表，生成一個符合基本要求的運行時刻表(見圖3)。

圖3 Y字形交路運行圖2∶1模式拓撲結構

4.2 高峰區段2∶1在FALKO中的實現

因FALKO系統在處理單交路中能夠滿足需求，但在處理多交路時會因系統限制過多或操作復雜而不能編制出符合運營要求的運行圖。特別是在編制2∶1運行圖過程中，編制的復雜程度成倍增長，易出現各種編譯失敗，造成一些在人工鋪畫運行圖中較容易的運行圖在FALKO中難以實現，或者需要更多的人工干預。為了在編制完成后的實施過程中減少行車調度員的人工干預，通過不斷的實踐，得出在FALKO中編制多交路或2∶1運行圖的一些經驗和方法(見圖3)。

1)需要建立多個運行路徑。在FALKO中需設置L0、L1為奧體中心—邁皋橋上下行交路，L2、L3為藥科大學—邁皋橋上下行交路，L4、L5為藥科大學—邁皋橋上下行2∶1交路運行路徑。

2)需要建立多個行程(trips)，可避免單個行程在多交路的各時段間隔時產生錯誤，基本上可按照每天的峰期設置，南京地鐵一般按照早平峰、早高峰、平峰、晚高峰、晚平峰、晚低峰共6個時段分別設置行程。

3)設置2∶1高峰期共線區段的串行交路間隔(gaps for serial circuits)，在滿足最小折返時間的情況下，縮短列車在共線區段折返線的停留時間，以提高小間隔運行效率，防止因此而產生編譯失敗。

4)不同交路在共線區段的停站時間需要一致，即L0、L1、L2、L3、L4、L5 在安德門—邁皋橋上下行的停站時間設置需要完全一致，確保在共線區段運行時的平行間隔，以及經過幾圈運行，不同交路間不會發生沖突。

5)在FALKO編制順序上，先將藥科大學—邁皋橋交路的線條進行設定，間隔為420 s，生成的運行圖如圖4所示，圖中橫向代表車站，縱向代表時間。

圖4 共線區段南延線運行圖

之后，將奧體中心—邁皋橋交路的線條依然按照420 s的間隔進行設定，起始時間需精確到秒，將線條放置在藥科大學—邁皋橋交路線條之上140 s，同時，需要考慮從1∶1至2∶1過渡期間的轉化，包括1∶1向2∶1轉換和2∶1結束后向1∶1轉換，起始時間需精確到秒，確保間隔的均等(見圖5)。

圖5 共線區段南延線與西延線1∶1的運行圖

圖5中黑色線條為1∶1至2∶1的分界點，以下為1∶1，以上為2∶1，紅色線條為西延線線條，藍色為南延線線條。

最后，需要單獨設置藥科大學—邁皋橋的交路L4、L5，與L2、L3單獨運行，互不干擾。通過此舉，可以有效地避免出現編譯失敗，將剩余的列車按照420 s的間隔加入到以上交路中。圖6中綠色線條為2∶1插入的列車，起始時間和終止時間需要精確到秒，最終形成在正線2 min 20 s的間隔，3趟列車中2趟來自藥科大學，1趟來自奧體中心的2∶1發車模式。

圖6 共線區段南延線與西延線2∶1的運行圖

同時，中國藥科大學—安德門支線區段為了間隔均勻，避免因為共線2∶1而導致支線出現2 min20 s和4 min 40 s的交替間隔，造成乘客不均衡，需對綠線(藥科大學—邁皋橋上行)在藥科大學—安德門區段的各站停站時間做延時75 s的處理，確保綠色線條在兩條藍色線條中間始發，到達安德門站時可以順利按照2 min 20 s的間隔接入共線區段(見圖7)。

圖7 南延線區段運行圖

通過以上辦法和一些細節的把握，可以在FALKO中實現編譯正常的運行圖，可以將此運行圖通過西門子信號系統的檢測傳入COM機中供運營調用。

5 結語

從2∶1開行比例的研究到2∶1模式的確立，再到最終在FALKO中實現，根據客流規律和變化，最終從理論變成了現實，并在2011年下半年開始在南京地鐵1號線使用。目前運營穩定，南延線早高峰期間的車廂舒適度大為改觀，以前由于擁擠導致的乘客扒門及車門故障現象也大大減少，高峰期間的正點率也隨之提高，運營秩序進入良性循環。

2014年，1號線西延段將劃入10號線，南延線與1號線共線區段將組成新的1號線。屆時，新的1號線將貫通運營，在列車有限的情況下，也將利用這種思想在新1號線進行大小交路套跑，以優化運營模式，降低運營成本，提高運營效率。

［1］伍敏，余海斌.上海地鐵1號線運能現狀分析及應對措施［J］.城市軌道交通研究，2002，5(2):76-80.

［2］朱忠英.列車自動運行(ATO)系統在上海磁浮列車示范線的應用［J］.城市軌道交通研究，2004，7(4):75-78.

［3］江志彬，徐瑞華，吳強，等.計算機編制城市軌道交通共線交路列車運行圖［J］.同濟大學學報:自然科學版，2010，38(5):692-696.

［4］孫海燕.廣州地鐵2010年客流預測與運能規劃的分析與研究［J］.科技信息，2008，17(4):38-39.

［5］唐壽成.地鐵車站客流組織工作探討［J］.鐵道運輸與經濟，2007，29(9):48-50.