市域線快慢車組合運營模式研究與實踐

孫元廣 史海歐

(廣州地鐵設計研究院有限公司 廣州 510010)

1 市域線運營模式概述

隨著城市化進程的加快和市區軌道交通的建設與運營，一些特大城市也在規劃建設市域線，用以服務中心區與外圍組團的快速聯系，從而滿足拓展城市空間、實現市域一體化發展的需要。

目前，關于市域線無專門的設計規范，僅在CJJ/T 114—2007《城市公共交通分類標準》中，提出了市域快速軌道交通的主要指標和特征:采用地鐵車輛或專用車輛，最高運行速度120～160 km/h，適用于市域內中、長距離的客運交通［1］。

由于各地的中心城市與外圍組團的距離不同、時空目標的要求不同，因此市域線的規劃和運營模式也不同?？偨Y國內外的市域線，主要采用兩種模式，一種是大站快車的站站停模式，另外一種是快慢車組合的運營模式。兩種模式各有優缺點，可根據規劃要求和線路特征靈活選用。兩種模式的對比見表1。

在市域快線的規劃建設中，其功能基本都是復合的，既要滿足不同城市中心間的快速聯系，又要兼顧沿線的發展。城市中心間的聯系最好能快速直達，而沿線則希望多設車站，帶動站點周邊的發展，這就從不同層次對市域線提出了要求。為滿足這種有差別的復合需求，市域線快慢車組合運營模式也應運而生。

表1 站站停與快慢車運營模式對比

2 快慢車運營模式的關鍵技術和標準［2］

市域線快慢車運營模式暫無相關的規范和標準。在采用地鐵制式的系統時可參照地鐵設計的相關規范，但與常規城市軌道交通相比有其自身的特點;因此需根據線路特征和乘客需求，對相關技術標準的選取進行分析研究。

采用快慢車的主要目標是相對站站停模式能最大程度地節省乘客出行的時間，因此快慢車的相關標準也應該按照此目標進行確定，符合在提升快車旅行速度的同時，減少對慢車造成延誤的設計原則。

2.1 運營服務標準

市域快線由于線路長，平均運距較大，因此乘客對舒適性的要求較高，需適當提高運營服務標準。從設計角度，運營服務標準主要包括列車定員標準和快慢車發車間隔等。

列車定員標準主要是提高座位率，降低列車內乘客站立密度，站席標準可采用4～5人/m2，列車座位布置可采用橫排座位的模式。

快慢車運營模式相對普通地鐵而言，其發車間隔大，其中快車基本上是有規律地按間隔發車，站站停列車利用快車之間的間隔發車，規律性較差。因此快慢車的運營線路需按時刻表行車，乘客按公布的時刻表候車，車站宜適當增設座位，并做好乘客的導向。

2.2 快慢車組合模式的選擇

總結國內外的快慢車模式，主要有兩種組合模式:模式1是兩種列車方案，即快車+站站停列車的模式;模式2是三種列車組合方案，即直達車+快車+站站停列車的模式(見圖1)。

圖1 兩種快慢車模式示意

兩種模式各有優缺點，模式1的運營組織和乘客導向相對簡單，模式2的快車覆蓋站點和乘客數量更大，在具體選用時，可結合客流情況及工程實施條件進行選擇。

2.3 系統選型與列車最高速度的選擇

市域快線列車可采用地鐵制式或國鐵制式，考慮國內市域快線基本由當地城市負責建設，線路的規劃一般都進入中心城區，存在部分地下段，因此建議優先考慮采用地鐵制式，以實現與城市軌道交通的資源共享。列車編組的選擇需考慮:舒適度指標提高后列車定員降低及采用快慢車后系統能力降低的情況，因此快慢車模式應采用大編組，遠期列車編組不宜小于6輛編組。

在快慢車模式下，快車的站間距一般比慢車的站間距大3～5倍，甚至更高，而且二者對列車最高速度的要求也不同;因此列車最高速度的選擇需綜合考慮站站停列車及快車的速度要求。但同時也要考慮全線技術標準、列車靈活共用、批量購買等因素，因此建議快車與慢車均采用相同速度的列車，列車最高速度不宜低于120 km/h。

2.4 避讓站設置位置的選擇

避讓站的選擇主要受快車停靠站的位置及高峰行車對數等因素制約，需考慮的原則是:1)符合快車在車站超越慢車的原則，盡量避免快車在區間與慢車相距太近導致快車降速的情況;2)避讓站盡量設置在非地下車站，以節省造價，提高經濟性;3)盡量與出入段線、故障車停車線等合并設計，并考慮均衡性和一定的冗余度;4)避讓線設置方案的可行性及經濟性的原則。

避讓站設置數量受行車模式及快車調整站數量的影響，對于避讓線是否與快車停靠站合并設置有兩種模式。一種是采用大編組低密度的行車模式(高峰約15對/h)，避讓站基本設置在快車停靠站。由于快車?？空颈旧砜瓦\量大，對車站空間要求高，因此合并設置可提高車站空間利用率并節省投資;同時，由于快、慢車可在同一個站臺的兩側股道停車，因此乘客均可以在該站靈活選乘不同的列車，有利于實現時間組合效益的最優。但由于該模式高峰行車對數更小，需要采用更大的列車編組，同時也增加了全線車站的投資，因此一般可在地面線為主的線路上采用。

另一種是采用大編組中密度的行車模式(高峰20對/h及以上)，避讓站基本選擇在非快車停靠的客運量較少的車站(一般為高架或地面站)。由于行車對數多，快車需多次超越慢車，因此避讓站也相應增加。在這種模式下，乘客對慢車與快車的互換大多在快車?？空九_候車等待，便捷性較差。

兩種模式需根據線路敷設方式、車站數量、系統選型與行車對數、工程造價及可實施性進行綜合對比確定，考慮到新建的線路一般采用以高架為主的敷設方式，因此避讓站可設置在非快車停靠站。

2.5 避讓站車站形式的選擇

慢車避讓站可采用雙側式車站或雙島四線車站兩種方案，以高架車站為例，兩種方案及其對比如圖2和表2所示。

圖2 避讓站車站形式方案

由于全天站站停列車數量遠大于快車的數量，因此需兼顧二者的時間影響;考慮到高架車站造價差異不大，因此高架站推薦采用雙島四線方案，道岔采用側向運行速度較高的12號道岔，側站臺兩端的曲線半徑宜與道岔的側向通過速度匹配，取值R=500 m，以滿足列車進出站及曲線超高的限制。

表2 不同形式的避讓車站對比

2.6 快車過站速度的選擇

快車需越行非?？寇囌?包括設置越行線的避讓站及一般的普通站)。對于一般的車站，既有站站停列車停站，又有快車通過，二者在車站的速度和作業不同。停站列車要求站臺與列車的間隙不能過大，而過站列車因速度快，要求的限界也大;另外快車的過站速度對安全門或屏蔽門的強度也有要求。因此，綜合考慮不同過站速度的列車對節省時間、站臺間隙、屏蔽門強度等的要求，建議雙島四線形式的車站采用過站速度為80 km/h，可均衡地滿足各方面的要求。

2.7 起終點發車模式的選擇

快慢車在起終點發車時，可采用等間隔發車或不等間隔發車兩種方案，如圖3所示。

圖3 起終點發車方案比較

采用起點站不等間隔發車方案，主要是通過調整列車的發車時刻來拉大快車與前續列車的間隔，這樣快車超越慢車的位置后移，并能在一定程度上減少避讓的次數，其缺點是列車到發的均衡性降低。綜合考慮后，建議優先采用始發站不等間隔發車的模式。

2.8 快慢車追蹤間隔

快慢車模式存在快車追慢車并超越，也存在慢車追快車的情況，根據運行圖鋪畫及仿真模擬，快慢車系統的最大能力基本為24對/h，其中快車追慢車按照90 s控制，避讓站存在快車過站后慢車追快車的情況，其追蹤間隔按照60 s控制。

3 廣州地鐵14號線的實踐

3.1 14號線線路概述及功能定位［3］

廣州市軌道交通14號線(見圖4)主線起于廣州火車站，終于從化市良口鎮，線路全長超過88 km，共設21座車站，平均站間距約4.4 km。知識城支線:新和站—鎮龍站，全長21.8 km，共設7座車站(不含新和站)，平均站間距約3.01 km。

圖4 廣州市軌道交通14號線線路

14號線連通了從化與城市中心區組團，重點解決從化的交通需求，兼顧白云區、從化市沿線組團發展的引導功能，加強了從化副中心與主城區的聯系，很好地支持了從化副中心的發展，全方位推動了廣州市“北優”戰略的實施，是廣州市加快建設國家中心城市和全省“首善之區”的迫切需要。

3.2 主要設計方案

14號線遠期主線高峰小時最大斷面客流量為2.74 萬人次/h［4］，根據前期對 14 號線采用 6A、6B 兩個方案的綜合對比，從節省投資和實現資源共享的角度考慮，推薦采用與3號線相同的6輛編組B型車，列車最高速度120 km/h。運營模式采用“快車+站站停”兩種列車的組合模式，其中初期主線與支線貫通運營，遠期預留支線獨立運營的條件。

3.2.1 高峰行車交路

初期2019年，快車與站站停列車開行比例1∶2，支線貫通運營，高峰行車交路見圖5。遠期2041年，快車與站站停列車開行比例1∶3，高峰行車交路見圖6。

圖5 初期高峰行車交路

圖6 遠期高峰行車交路

3.2.2 投資與收益

遠期快車相對于普通地鐵模式節省12 min，相對于慢車快17 min，土建投資增加約3.5億元，其中快車到商業中心(體育西路站)的時間為55 min，到行政中心(公園前站)的時間為50 min，達到了規劃要求的市域外圍副中心到中心1 h的時空目標。

采用快慢車后，初期每天節省約4000 h，遠期每天節省超過7000 h，按每小時14.1元的時間價值進行測算，初期每年可節省乘客時間價值約2000萬元，遠期每年可節省時間價值3600萬元，可見采用快慢車模式的時間效益和社會效益明顯提高。

3.2.3 運營效果對比

14號線與日本筑波快線［5］的線路特性和功能定位比較接近。筑波快線是一條連接日本東京千代田區秋葉原站與茨城縣筑波市筑波站之間的近郊通勤交通線，于2005年8月24日正式通車，線路長58.3 km，車站20座，列車最高速度130 km/h。其運營采用快慢車模式，目前高峰小時開行16對，其中站站停10對，特快2對，快車4對。由于列車對數較少，因此設置了三座雙島四線車站，均為非地下車站。兩線對比如表3所示，現14號線由于站間距更大，因此快慢車旅行速度更高，快車的優勢也更明顯。

4 結語

市域線快慢車組合運營模式在國外已運營多年，也是成熟的運營模式，但在國內與常規地鐵相比，還是一種新的模式。習慣了常規地鐵模式的市民對其接受度如何，還需要今后的運營檢驗;快慢車運營模式下信號系統的進路管理和安全措施、運營組織與時刻表和乘客信息系統的互動、列車故障救援模式等問題還需進行深入細致的研究，以便為今后的運營提供良好的保障。

表3 14號線與筑波快線指標對比

［1］CJJ/T 114—2007城市公共交通分類標準［S］.北京:中華人民共和國建設部，2007.

［2］廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州軌道交通十四號線運營模式與系統選型專題研究［R］.廣州，2012.

［3］廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州軌道交通十四號線一期工程可行性研究［R］.廣州，2012.

［4］廣州市交通規劃研究所.廣州市軌道交通十四號線客流預測研究［R］.廣州，2012.

［5］Metropolitan Intercity Railway Company［EB/OL］.(2012-05-03)［2012-08-20］.http://www.mir.co.jp/en/howto_tx/timetable/weekday_down.html.