深圳地鐵環中線車輛選型及編組方案研究

羅 信

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部，518040，深圳∥高級工程師）

深圳地鐵環中線車輛選型及編組方案研究

羅 信

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部，518040，深圳∥高級工程師）

根據深圳地鐵環中線客流預測數據和環中線的線路特點，對照《城市快速軌道交通工程項目建設標準（試行本）》的相關規定，對與車輛選型及編組方案比選相關的運能、成本等因素進行了分析論證，通過不同車型、不同編組方案的比較，推薦環中線初、近、遠期車輛均采用6輛編組的A型車。

深圳地鐵；車輛選型；列車編組

Author’s addressOperation Branch of Shenzhen Metro Group Co.，Ltd.，518040，Shenzhen，China

根據《深圳市軌道交通環中線工程可行性研究報告》，深圳地鐵環中線（現改名“5號線”）旅客交流以組團間交流為主，組團內交流為輔，具有大站客流交流比重大等客流特征。若要滿足客流需要，就要合理地配置運能，而運能取決于列車車型、編組以及行車間隔等因素。因此，進行車輛選型及編組方案研究非常必要。

1 決定車輛選型及編組的相關因素

決定車輛選型及編組的因素主要有兩方面，一是運能，二是成本。

根據《城市快速軌道交通工程項目建設標準（試行本）》的有關規定，城市軌道交通線路運能等級可分為高運量、大運量和中運量三種。線路遠期單向斷面運能達5萬~7萬人次/h為高運量，采用A型車。線路遠期單向斷面運能達3萬~5萬人次/h為大運量，采用B型車或A型車。線路遠期單向斷面運能達1萬~3萬人次/h為中運量，采用C型車或B型車。各運能等級線路相關技術特征見表1。

表1 各運能等級線路相關技術特征

成本包括工程建設費用、車輛購置費用、運營成本及相關改造費用。進行車輛選型及編組分析時，應在滿足運能的基礎上，對工程設備全壽命周期內的費用進行分析比較，確保成本控制在經濟、合理范圍之內。

2 環中線車輛選型及編組分析

2.1 運能分析

2.1.1 客流分析

深圳地鐵環中線前海灣至黃貝嶺區段客流預測見表2。由表2可知，環中線遠期晚高峰單向斷面客流量（即單向斷面運能）將達到3.91萬人次/h，為大運量，應采用B型車或A型車。

2.1.2 列車運能分析

上述結論是在車輛載客量按6人/m2的情況下得出的。據了解，北京、上海、香港地鐵在最擁擠的高峰時段（甚至站臺上設專人往車內推乘客），車輛載客也只能達到4.3~4.5人/m2。深圳地鐵曾在竹子林車輛段進行載客試驗（參加試驗者均為運營分公司員工），試驗在不攜帶任何行李物品的情況下有組織進行，當載客量達到6人/m2時車內已相當擁擠，考慮運營中客流在時間和空間上的不均衡性以及乘客攜帶行李等因素，實際不可能達到6人/m2的載客標準。國內外許多城市已意識到該問題，歐洲城市軌道交通車輛的載客量計算標準按定員、超員分別為4人/m2和6人/m2；東京、新加坡、香港等城市已按4 ~5人/m2考慮載客能力；上海地鐵按5人/m2計算車輛載客能力（地方標準）；國內其它城市則按5人/ m2驗算運能。顯然，6人/m2只是理論值，實際上車輛載客達到5人/m2就非常擁擠了。因此，本文環中線列車運能按5人/m2進行計算。

表2 深圳地鐵環中線前海灣至黃貝嶺區段2007年9月的客流預測

初期（5年內）、近期（5~10年）、遠期（10年后）列車行車間隔分別按照5 min、3 min、2 min計算，得出A型車和B型車的運能，見表3。

表3 A型車和B型車運能比較（以5人/m2計）

由于受信號系統設計限制，環中線的最小行車間隔只能壓縮至2 min，由表3可知，若選擇B型車6節編組，其遠期的斷面運能儲備為-4.55%，是無法滿足客流需求的。事實上，伴隨城市的快速發展和軌道交通網絡化的形成，實際客流通常會高于設計階段的預測客流。在深圳地鐵羅寶線（現改名“1號線”）一期工程開通的第2年，客流就接近了當初預測的近期客流。這就表明，由于深圳城市快速發展和人口快速增長，客流預測存在不確定性。同時，環中線旅客交流以組團間交流為主，組團內交流為輔，并具有大站客流交流比重大、乘客攜帶行李多等客流特征。經核實，遠期前海灣、靈芝公園、西麗、深圳北、五和、布吉客運站、黃貝嶺等7個大客流站的日客運量占全線29個車站客運總量的60.3%，顯而易見，客流的不均衡性是比較突出的。如果選用B型車，斷面運能不足的問題將更加突出。因此，選用A型車更具有集中、快速轉運大客流的優勢。

其他城市地鐵中，例如香港九廣東鐵線羅湖/落馬洲至紅磡，全長42.5 km，14個車站，采用了12輛編組且體積大于A型車的動車組。又如柏林、法蘭克福的地鐵，客流很大的市中心線路為早期項目，采用了B型車，客流相對小的市郊線路屬于后建項目，充分綜合了各種因素后采用了A型車。這些對于深圳地鐵環中線車輛選型具有借鑒意義。因此，環中線在規劃設計階段就應充分考慮可發展余量，選擇6輛編組A型車。

2.1.3 列車編組方式分析

根據客流需求，A型車列車編組一般采用4輛、6輛等編組方案，表3中比較了4-4-6（初期、近期為4輛編組、遠期為6輛編組）和6-6-6（初期、近期、遠期均為6輛編組）兩個方案。其中，4-4-6編組在初期5 min行車間隔和近期3 min行車間隔的運能儲備不足，但通過壓縮行車間隔是可以提高運能的。如將初期的行車間隔調整為4 min，則運能儲備就會增加至28.7%；將近期的行車間隔調整為2.5 min，則運能儲備就會增加至13.49%。由于環中線已經采用初期5 min和近期3 min的行車間隔，考慮運營初期設備系統磨合及人員技能因素，行車間隔不宜再壓縮。6-6-6編組在初期和近期的運能儲備相對比較富余，但考慮環中線客流不均衡性比較突出及實際客流明顯大于預測客流的特點，其運能儲備會有較大幅度的減少。同時，深圳地鐵在組織開展的乘客滿意度調查中發現，當行車間隔壓縮到8 min以內，候車時間的微弱變化對乘客已經不重要了，壓縮行車間隔的意義完全在于解決運能的問題。因此，采用6-6-6編組，必要時可在初期和近期適當增大行車間隔來降低運能儲備。例如，將初期的行車間隔調整為6 min，運能儲備將減少至28.7%；將近期的行車間隔調整為3.75 min，則運能儲備將減少至13.49%。因此，應選擇6-6-6編組。

2.2 成本分析

由于B型車在遠期的運能儲備為-4.55%，無法滿足客流需求，因此本文不對B型車成本進行分析，僅分析比較A型車4-4-6編組和6-6-6編組的成本。

2.2.1 工程建設費用

土建工程屬于一次性投資，無論列車編組選擇4-4-6還是6-6-6，其遠期編組均為6輛，土建工程均需一次到位，故4-4-6和6-6-6的土建工程投資費用是相同的。

2.2.2 車輛購置費用

如果按照輸送能力一致的要求購置車輛，由于車型一致，每輛車的載客能力基本一致，因此兩種編組形式購置車輛總輛數相同，故車輛購置費用是一致的。

如果按照行車間隔一致的要求購置車輛，即總列數相同，在初、近期，采用6輛編組比采用4輛編組需要多采購車輛；遠期兩種編組形式均為6輛編組，列車數量一致，發生的車輛購置總費用是基本相同的。因此，兩種編組形式的主要差異在于初、近期采用6輛編組需要提前采購車輛。初期運營列車按12列、近期按20列計算，同時考慮增加配置20%比例的檢修備用車，則初、近期均采用6輛編組時，較4輛編組需提前10年采購12×（6-4）×1.2=29輛；考慮列車編組湊整按30輛計，即需要提前10年發生30×800萬元=2 400萬元的車輛購置費用。提前5年采購（20-12）×（6-4）×1.2=19輛，考慮列車編組湊整按20輛計，即需要提前5年發生20×800萬元=1 600萬元的車輛購置費用。

按年利率6%計算，初、近期采用6輛編組比4輛編組多發生利息2 400萬元×10×6%+1 600萬元×5×6%=1 920萬元。

2.2.3 運營成本

如果按照輸送能力一致的要求配置車輛，則采用6輛編組比采用4輛編組初期少投入15-10=5列運營車，近期少投入24-16=8列運營車。假設檢修人工成本和物料成本一致，采用6輛編組可減少司機配置數量。按每列運營車配置4名司機，每人6萬元/年計算，在初、近期可節約成本1 560萬元。即采用6輛編組比采用4輛編組可減少1 560萬元運營成本。

如果按照行車間隔一致的要求配置車輛，則采用6輛編組需要初期多投入12×2=24輛、近期多投入20×2=40輛車，按照每輛車平均每年運行10萬km、每車公里1.9 kW/h的牽引能耗、0.94元/（kW·h）計算，10年需要多發生能耗費用5 715萬元。

2.2.4 改造費用

如果采用4-4-6編組方式，在遠期將進行改造。改造內容及相應費用為：

（1）車輛改造：如果涉及硬件改造，則費用較為昂貴，應在設計階段予以避免。如僅按照軟件升級改造及調試考慮費用，大約需要3 000萬元。

（2）信號、通信、屏蔽門、乘客資訊等系統因車輛編組變化所帶來的各種改造：約需1 000萬元。

如果采用6-6-6編組方式，則不需要改造。

綜上所述，4-4-6編組與6-6-6編組2種方式的成本差異見表4。

表4 4—4—6編組與6—6—6編組的成本差異明細萬元

由表4可知，按運能一致配置車輛，4-4-6編組比6-6-6編組多發生5 560萬元成本；按行車間隔一致配置車輛，6-6-6編組比4-4-6編組多發生3 635萬元成本。

綜合考慮環中線客流不均衡性比較突出及實際客流明顯大于預測客流的特點，同時吸取國內個別地鐵運營線路一開通就面臨運能嚴重不足的教訓，在初、近期行車間隔已分別壓縮至5 min和3 min的情況下，按運能一致配置車輛比較合理。在該情況下，6-6-6編組將比4-4-6編組節約5 560萬元成本。

2.3 可行性分析

采用4-4-6編組在遠期必須進行4改6（4輛編組改為6輛編組）。要實現4改6，須克服以下問題：

（1）受技術限制等因素制約，只能由原供應商實施改造，部分設備系統改造甚至需要到原廠進行，加之改造在遠期進行，不確定因素較多，易受制于人。

（2）4改6需要較長的改造和調試時間，因此在改造實施期間會出現4、6輛編組混跑的情況，運營組織難度大。

（3）新舊車輛在投入使用時間上的差異，直接導致同一列車存在兩種不同的使用壽命，易造成浪費。

6-6-6輛編組則不需要進行改造，因此，采用6-6-6輛編組比4-4-6輛編組可行性更強。

3 結語

本文依據《城市快速軌道交通工程項目建設標準（試行本）》的有關規定，對運能、成本、可行性等決定車輛選型及編組的主要因素進行了比較分析。深圳作為一個快速發展的國際化大都市，城市軌道交通體系的規劃、建設必須具有前瞻性，為未來的發展預留足夠的發展空間。環中線作為深圳城市軌道交通網絡中的重要干線，其車輛應選擇整體水平更高、乘坐更舒適的A型車，初、近、遠期編組采用6-6-6方式。

環中線車輛選型及編組方式經過了B型車、A型車，以及4-4-6和6-6-6編組的反復論證，最后經北京、上海、廣州等地專家評審后，環中線A型車6-6-6編組的方案獲得了國家發展和改革委員會批準，并得以實施。環中線設計階段的預測客流為初期41.3萬人，實際上在2012年（開通后不到1年）最大日客流就達到了50.2萬人次。隨著深圳北站（為廣深港、廈深高鐵交匯樞紐站）功能的逐步強大、前海深港現代服務業合作區的開發，以及特區一體化進程的不斷加快，環中線客流還將大幅攀升，A型車6-6-6編組的優勢將得到充分體現。希望本研究能為國內軌道交通其它線路的車輛選型及編組研究提供借鑒。

［1］ 中華人民共和國建設部.城市快速軌道交通工程項目建設標準（試行本）［S］.1999.

［2］ 朱文明.上海軌道交通9號線運營組織研究［J］.城市軌道交通研究，2012（9）：97.

中國鐵路總公司總經理盛光祖：沒有研究鐵路客票漲價

2014年3月3日下午，十二屆全國人大二次會議江蘇代表團全團會議現場，中國鐵路總公司總經理、前鐵道部部長盛光祖成為媒體關注的焦點人物。從盛部長轉變成為盛總經理之后來參加兩會，會有什么樣不同的感受？盛光祖回答說：“工作分工不一樣唄，當部長時是政府官員，現在是企業負責人。在任何崗位上都要把工作做好。”前不久，全國鐵路貨物運價調整。消息傳出，廣大鐵路旅客想問：貨運調價了，客票價格會不會漲？盛光祖的回應是：“目前沒有研究客運票價。”

（摘自2014年3月4日《新華報業網》，記者石小磊報道）

Vehicles Selection and Marshling for Huanzhong Line of Shenzhen Metro

Luo Xin

Based on the forecast of passenger flow on Huanzhong Line of Shenzhen Metro，and the characteristics of Huanzhong Line environment，the relevant factors related to vehicle type selection and marshalling capacity，as well as the cost etc.in accordance with provisions in“Construction Standards of Rapid Urban Rail Trasit”of the State，different vehicles selection and marshaling schemes are compared.Finally，A-type vehicle in 6-train marshaling is recommended for Huanzhong Line，which is considered to be suitable for both the short and the long terms operation.

Shenzhen metro；vehicle type selection；train marshaling

U 292.3+1

2012-09-21）