成都地鐵13號(hào)線車輛選型及編組方案研究

周宏昌，王學(xué)貴，強(qiáng)士盎，安 軻，吳明超，李巖輝

(1.陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院)，西安 710043； 2.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，居民的出行需求也日益上升，城市擁堵的現(xiàn)象已經(jīng)成為當(dāng)前城市發(fā)展的最大問題[1]。而城市軌道交通由于快速、大客運(yùn)量等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)成為了解決城市交通擁堵、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要工具。因此，選擇合理的車輛類型以及編制合適的運(yùn)輸計(jì)劃是最大限度的利用城市軌道交通運(yùn)能的重要手段[2-4]。以成都軌道交通13號(hào)線為例，研究了多重功能復(fù)合的超長(zhǎng)線路在不同的編組條件下的運(yùn)營(yíng)狀況，從而選擇相對(duì)最優(yōu)的編組方案以實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)能的最大化，資源利用的最大化。

車輛作為運(yùn)輸載體，是廣大乘客接觸的設(shè)備，其各項(xiàng)性能不僅決定著運(yùn)輸能力、乘客乘坐舒適度，而且很大程度上決定著地鐵系統(tǒng)的安全性[5]。乘客對(duì)軌道系統(tǒng)的滿意度很大程度上是通過車輛反映出來的。同時(shí)，車輛選型和編組的確定合理與否對(duì)以后線路的運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)護(hù)維修影響較大。車輛選型及編組的確定涉及眾多因素，除了考慮到既有文獻(xiàn)[6-9]考慮的因素之外，結(jié)合成都的軌道交通13號(hào)線的獨(dú)特之處，最終確立了最優(yōu)的選型方案。

1 成都地鐵13號(hào)線概況

成都軌道交通13號(hào)線是成都市“中心穿越、全局覆蓋、遠(yuǎn)景預(yù)留、互聯(lián)互通”的市域快線網(wǎng)的重要組成部分，全線長(zhǎng)約98.42 km，設(shè)站35座，平均運(yùn)距12.54 km，外圍組團(tuán)至中心城區(qū)的旅行距離較長(zhǎng)。該線起于城鐵溫江站，貫穿中心城區(qū)后銜接龍泉驛區(qū)、簡(jiǎn)陽(yáng)新城、空港新城，終止于天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)，形成一條東西向的快速通道，同時(shí)兼顧機(jī)場(chǎng)線功能，與18號(hào)線在中心城區(qū)十字交叉，基本能夠滿足中心城區(qū)各方向的機(jī)場(chǎng)客流出行需要[10]。線路兩端發(fā)揮軌道交通TOD功能，帶動(dòng)沿線土地的合理開發(fā)，促進(jìn)各區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。其中，軌道交通13號(hào)線各預(yù)測(cè)年客流指標(biāo)如表1所示。

表1 軌道交通13號(hào)線各預(yù)測(cè)年客流指標(biāo)

地鐵13號(hào)線分為4個(gè)組團(tuán)。

第一組團(tuán)：溫江組團(tuán)，包括城鐵溫江站、明光站、鄒家場(chǎng)站。

第二組團(tuán)：中心城組團(tuán)，包括七里溝站、老馬堰站、培風(fēng)站、瑞星路站、東坡路站、青華路站、省博物館站、青羊?qū)m站、銀杏園站、華西壩站、新南門站、望江路站、三官堂站、凈居寺站、四川師大站、煙草公司站、幸福梅林站、三圣鄉(xiāng)站。

第三組團(tuán)：龍泉組團(tuán)，包括龍華寺站、世紀(jì)大道站、唐家房子站、龍泉山站。

第四組團(tuán)：簡(jiǎn)陽(yáng)組團(tuán)，包括龍洞灣站、石盤站、龍簡(jiǎn)新城南站、簡(jiǎn)陽(yáng)西站、增產(chǎn)村站、毛家口站、機(jī)場(chǎng)北站、T1T2站、T3T4站。

中心城區(qū)具有較強(qiáng)的向心性，三區(qū)內(nèi)部出行需求較大，各區(qū)域與簡(jiǎn)陽(yáng)組團(tuán)之間的交流總量約占全線客流的11.11%，兼顧一定的機(jī)場(chǎng)線的需求。遠(yuǎn)期13號(hào)線客流大區(qū)全日OD分布見圖1。

圖1 遠(yuǎn)期13號(hào)線客流大區(qū)全日OD分布

2 車輛選型

2.1 系統(tǒng)制式分析

13號(hào)線為東、西向貫穿中心城的市域快線，串聯(lián)溫江、中心城、龍泉驛、龍簡(jiǎn)新城、天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)，兼有通勤功能和服務(wù)機(jī)場(chǎng)客流的功能。成都軌道交通13號(hào)線作為一條多重功能復(fù)合的市域快軌，為了滿足乘客出行時(shí)間目標(biāo)的要求，經(jīng)綜合比選、研究確定全線采用140 km/h的速度目標(biāo)值，在城區(qū)范圍內(nèi)按100 km/h限速[11]。

從客流量級(jí)以及速度目標(biāo)值的角度分析，鐵路制式動(dòng)車組和地鐵鋼輪鋼軌系統(tǒng)制式都可適應(yīng)本線。其中，CRH6或基于CRH6改進(jìn)型動(dòng)車組在國(guó)內(nèi)廣珠城際、長(zhǎng)株潭城際、寧波余姚城際、上海金山線以及溫州S1線被應(yīng)用。因此，本文首先重點(diǎn)對(duì)比分析CRH6系列動(dòng)車組及常規(guī)軌道交通系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)的差別。

從工程投資的角度分析國(guó)鐵CRH6-160型動(dòng)車組采用固定編組，車體寬度為3.3 m，列車長(zhǎng)度210 m，站臺(tái)長(zhǎng)度約250 m；而地鐵輪軌系統(tǒng)車型編組相對(duì)靈活，8輛編組的A型車長(zhǎng)度為186 m，CRH6-160型動(dòng)車組對(duì)車站規(guī)模影響較大，另外存車線、折返線的長(zhǎng)度也較長(zhǎng)，增加工程投資。同時(shí)，由于CRH6-160車組長(zhǎng)度、軸重、寬度均遠(yuǎn)大于地鐵輪軌系統(tǒng)車型，本線中心城區(qū)范圍采用地下敷設(shè)，地下線因CRH6-160動(dòng)車組車體寬度大，要求建筑限界也大，增加工程投資；高架線路因CRH6-160動(dòng)車組軸重大，對(duì)橋梁荷載要求高，增加工程投資。

從資源共享的角度分析，目前成都市在建或規(guī)劃的市域線均采用時(shí)速為140 km的A型車。根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，13號(hào)線需與其他快線互聯(lián)互通。若13號(hào)線采用CRH動(dòng)車組難以做到與成都市域快速軌道交通線網(wǎng)資源共享，需配套相應(yīng)供電、控制中心及維修等設(shè)施，增加工程投資。

從站間距適應(yīng)性分析，本線平均站間距2.79 km，市域平均站間距也小于5 km，CRH6-160型動(dòng)車組高速性能不能得到充分發(fā)揮。

從服務(wù)頻率方面考慮，CRH6-160型動(dòng)車組采用8輛固定編組，由于座席達(dá)到512人，按4人/m2站立標(biāo)準(zhǔn)，每列定員1 502人，在相同滿載率的情況下，定員約相當(dāng)于地鐵輪軌系統(tǒng)A型車7輛編組。本線遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面客流量為4.18萬人/h，需開行27對(duì)/h，若按5人/m2站立標(biāo)準(zhǔn)，考慮一定的運(yùn)能余量，也需開行22對(duì)/h，而且國(guó)鐵CRH6型列車采用CTCS2系統(tǒng)，區(qū)間追蹤能力、折返能力難以突破3 min以下，而軌道交通系統(tǒng)采用CBTC系統(tǒng)，系統(tǒng)能力可達(dá)到2 min。

總體上看，常規(guī)軌道交通系統(tǒng)技術(shù)成熟，造價(jià)低，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商多，國(guó)產(chǎn)化率高，工期有保證，有利于后期的資源共享，對(duì)城市內(nèi)站間距適應(yīng)性較好，車輛選型應(yīng)在滿足運(yùn)能需求的常規(guī)軌道交通系統(tǒng)中進(jìn)行重點(diǎn)研究，所以13號(hào)線推薦采用常規(guī)軌道交通制式，不考慮CRH型動(dòng)車組。

2.2 國(guó)家政策要求

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理意見》(國(guó)發(fā)辦[2018]52號(hào))規(guī)定[12]：城市軌道交通系統(tǒng)，除有軌電車外均應(yīng)納入城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃并履行報(bào)批程序。地鐵主要服務(wù)于城市中心城區(qū)和城市總體規(guī)劃的重點(diǎn)區(qū)域，申報(bào)建設(shè)地鐵的城市一般公共財(cái)政預(yù)算收入應(yīng)在300億元以上，地區(qū)生產(chǎn)總值在3 000億元以上，市區(qū)常住人口在300萬人以上。引導(dǎo)輕軌有序發(fā)展，申報(bào)建設(shè)輕軌的城市一般公共財(cái)政預(yù)算收入應(yīng)在150億元以上，地區(qū)生產(chǎn)總值在1 500億元以上，市區(qū)常住人口在150萬人以上。

截止2018年底，成都市一般公共財(cái)政預(yù)算收入為1 424.2億元，地區(qū)生產(chǎn)總值15 342.77億元，市區(qū)常住人口1 633萬人。基于成都市現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)，分析國(guó)內(nèi)地鐵車輛類型及使用情況，結(jié)合成都市軌道交通13號(hào)線客流預(yù)測(cè)結(jié)果及線路特征，在鋼輪鋼軌系統(tǒng)的A型車和B型車中對(duì)車輛選型進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2.3 國(guó)內(nèi)城市軌道交通車輛類型及使用情況

截至2018年末，中國(guó)大陸地區(qū)(不含港澳臺(tái))共35個(gè)城市開通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)，共計(jì)185條線路，運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度達(dá)5 761.4 km。在運(yùn)營(yíng)線路中，車輛選型以A、B型車為主要選擇方式，約占89%(不含市域快軌、現(xiàn)代有軌電車線路)。不同車型類型統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 國(guó)內(nèi)城市軌道交通車輛制式分布情況

從表2可知，對(duì)于車輛的選型及列車編組方式，雖然各大城市依據(jù)初、近、遠(yuǎn)期客流預(yù)測(cè)及線路發(fā)展需求都有合理的選擇。但是，我國(guó)A、B型車的使用范圍較為廣泛，技術(shù)成熟，被大多數(shù)城市所采納，而C型車卻只在上海的地鐵5、6、8號(hào)線上線運(yùn)營(yíng)，因此，從車型使用的廣泛性、技術(shù)的成熟性，成都地鐵13號(hào)線宜采用A、B型車。

2.4 與預(yù)測(cè)客流結(jié)果的適應(yīng)性分析

客流量是車輛選型的基礎(chǔ)[5，13]，根據(jù)2016版成都市線網(wǎng)規(guī)劃中的客流預(yù)測(cè)結(jié)果[14]，對(duì)A、B型車的適應(yīng)性進(jìn)行分析，其中預(yù)測(cè)客流結(jié)果的適應(yīng)性分析見表3。

表3 預(yù)測(cè)客流結(jié)果的適應(yīng)性分析

從表3的計(jì)算結(jié)果可以看出，A型車6、7、8輛編組，B型車7、8輛編組均能適應(yīng)預(yù)測(cè)客流結(jié)果的需求；但B型車7輛編組遠(yuǎn)期運(yùn)能余量小于5%，8輛編運(yùn)能余量為17%，均無法滿足本線開行大站快車的運(yùn)能要求。而考慮開行大站快車需有較大的運(yùn)能余量及客流波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的因素，選擇A型車7、8輛編組較合適。本線二期工程實(shí)施后，有越行及跨線運(yùn)營(yíng)的需求，中心城區(qū)段需有足夠的運(yùn)能余量支持，總開行對(duì)數(shù)不宜過大。因此，從客流適應(yīng)性及線路通過能力方面分析，應(yīng)采用A型車，并選用運(yùn)能余量較大的編組方案。

2.5 車輛選型與線網(wǎng)資源共享的適應(yīng)性分析

本線車輛選型除應(yīng)滿足自身客流需求外，還應(yīng)綜合考慮整個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)車輛選型的規(guī)劃和協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)資源的共享[15-16]。

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，快線的送修方式可采用分區(qū)域承擔(dān)的方法，可有效減少送修路程的時(shí)間；近、遠(yuǎn)期13號(hào)線的龍簡(jiǎn)新城綜合基地承擔(dān)13、24號(hào)線大架修，初期臨時(shí)架修與18、19號(hào)線共用合江車輛基地。

18、19號(hào)線為正在施工線路，采用的為市域A車型，24號(hào)線為線網(wǎng)規(guī)劃中的一條快線，線網(wǎng)規(guī)劃中推薦采用4～8輛A型車編組。結(jié)合線網(wǎng)資源共享規(guī)劃結(jié)論，13號(hào)線應(yīng)與18、19、24號(hào)線采用相同的車型。

2.6 車輛選型結(jié)論

結(jié)合客流適應(yīng)性及線網(wǎng)資源共享的適應(yīng)性分析，13號(hào)線適宜選用運(yùn)能余量較大的編組方案；由線網(wǎng)資源共享分析，13號(hào)線應(yīng)與18、19、24號(hào)線采用相同的車型，綜合分析，13號(hào)線推薦采用時(shí)速140 km的輪軌系統(tǒng)A型車，并可根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求在A型車的基礎(chǔ)上對(duì)車門、座椅布置等進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，考慮到市域快線平均運(yùn)距長(zhǎng)、對(duì)舒適度要求較高，應(yīng)盡量提高站立標(biāo)準(zhǔn)。

3 列車編組方案的研究

列車編組方案的核心是列車的編組輛數(shù)，合理地確定列車編組方案，可以更好地組織城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)[1，17-19]。

3.1 車輛定員標(biāo)準(zhǔn)

車輛定員標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)結(jié)合項(xiàng)目的客流發(fā)展規(guī)律及運(yùn)營(yíng)需求綜合確定。一般而言，側(cè)重服務(wù)于中心城大客流的線路，可選用較高的站立標(biāo)準(zhǔn)，在滿足經(jīng)濟(jì)性的前提下，往往由于運(yùn)距短而使得乘客對(duì)舒適度要求不是很高；對(duì)于市域線，尤其是運(yùn)距長(zhǎng)、具備城市引導(dǎo)發(fā)展線的項(xiàng)目，則應(yīng)適當(dāng)降低站立標(biāo)準(zhǔn)，以便提供長(zhǎng)距離舒適出行服務(wù)，有利于吸引客流。

13號(hào)線是成都市“中心穿越、全局覆蓋、遠(yuǎn)景預(yù)留、互聯(lián)互通”的市域快線網(wǎng)的重要組成部分，貫穿中心城區(qū)并將外圍的溫江區(qū)、龍泉驛區(qū)、簡(jiǎn)陽(yáng)新城、空港新城串聯(lián)起來，兼顧城市交通功能和機(jī)場(chǎng)線功能。其中一期工程主要位于中心城區(qū)范圍內(nèi)，為中心城東西向骨干快線；東端銜接龍泉驛區(qū)，加強(qiáng)龍泉驛區(qū)與中心城區(qū)的聯(lián)系；并在城區(qū)內(nèi)部與其他線路形成多次換乘，提高網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)性。

本線具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

(1)運(yùn)營(yíng)里程長(zhǎng)。13號(hào)線運(yùn)營(yíng)里程達(dá)97.8 km，運(yùn)營(yíng)里程長(zhǎng)，宜降低車輛定員。

(2)平均運(yùn)距12.54 km，但外圍組團(tuán)至中心城區(qū)的旅行距離較長(zhǎng)。以外圍新機(jī)場(chǎng)組團(tuán)至中心城區(qū)的距離為例，至中心城區(qū)約70 km，運(yùn)距較長(zhǎng)宜降低車輛定員。

(3)旅行時(shí)間長(zhǎng)。全線旅行時(shí)間約92 min，天府機(jī)場(chǎng)至中心城區(qū)旅行時(shí)間接近1 h。

(4)客流性質(zhì)較為復(fù)雜，中心城區(qū)、外圍區(qū)的客流構(gòu)成不同，對(duì)舒適度的需求也不相同。

從13號(hào)線客流特征來看，客流主要由以下幾部分構(gòu)成：居住于外圍組團(tuán)區(qū)域而工作在中心城區(qū)的日常上下班通勤客流；居住于中心城區(qū)而工作在外圍組團(tuán)區(qū)域的日常上下班通勤客流；主城區(qū)內(nèi)日常上下班客流；沿線旅游、購(gòu)物、消費(fèi)、娛樂性的客流以及對(duì)外交通樞紐的客流。其客源對(duì)象不同，交通特征也有一定的差異。

根據(jù)遠(yuǎn)期全日各組團(tuán)間客流量預(yù)測(cè)，13號(hào)線中心城區(qū)的向心客流占比較大，因此，為了能夠滿足城區(qū)上下班客流以及購(gòu)物、消費(fèi)、娛樂等向心客流的出行需求，同時(shí)更好地應(yīng)對(duì)節(jié)假日、重大活動(dòng)日等突發(fā)性客流，可以考慮在城區(qū)范圍內(nèi)按照5人/m2的站立標(biāo)準(zhǔn)而在市域范圍內(nèi)采用4人/m2計(jì)算列車定員。這樣既可以滿足中心城區(qū)大客流的運(yùn)能需求，又可以滿足外圍組團(tuán)長(zhǎng)距離出行客流乘車舒適性要求。

3.2 車門布置研究(圖2，圖3)

在5人/m2和4人/m2的站立標(biāo)準(zhǔn)下，A型車不同座位布置的列車定員見表4。

圖2 4車門平面布置橫排座椅(單位：mm)

圖3 5車門平面布置橫排座椅(單位：mm)

表4 A型車不同座位布置列車載客量 人

由圖2、圖3及表4可見，在相同的站立標(biāo)準(zhǔn)下，A型車通過減少車門可提高列車座位數(shù)量與舒適度。

從客流特點(diǎn)上分析，13號(hào)線是貫穿中心城、連接衛(wèi)星城呈西北—東南走向的市域快線，服務(wù)于外圍組團(tuán)客流，這部分客流主要是由于主城區(qū)人口向城市外圍區(qū)域疏散，其運(yùn)距長(zhǎng)、旅行時(shí)間長(zhǎng)，可能攜帶較多的行李，采用4門車可以增加列車的座位數(shù)量，改善乘車環(huán)境，提高旅行的舒適度。

從互聯(lián)互通上分析，13號(hào)線與18-1線及24號(hào)線實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，為了更好地實(shí)現(xiàn)資源共享，完善互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)的功能，宜與18號(hào)線選用相同的車型。目前，18號(hào)線已按照4門車進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)施，本線宜采用與18號(hào)線標(biāo)準(zhǔn)相同的4門車。

同時(shí)，根據(jù)站立標(biāo)準(zhǔn)研究的結(jié)論，中心城區(qū)按5人/m2，市域按4人/m2。結(jié)合已開通線路的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，采用橫排座椅站立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上很難達(dá)到5人/m2。同時(shí)受到座椅布置形式的影響，擁擠度較高時(shí)旅客出入較為不便，停站時(shí)間及系統(tǒng)能力也可能受到較大影響。本線中心城區(qū)線路主要服務(wù)于通勤、通學(xué)客流，與常規(guī)線路類似，為保證中心城區(qū)運(yùn)能及城區(qū)停站時(shí)間，建議開行中心城區(qū)交路的列車可采用縱排座椅的布置形式。全線大交路列車主要服務(wù)于長(zhǎng)距離出行客流與機(jī)場(chǎng)客流，對(duì)舒適度要求較高，且市域交路范圍內(nèi)的客流量級(jí)較小、擁擠度不高，可按橫排座椅的形式進(jìn)行布置。

3.3 客流適應(yīng)性分析

根據(jù)站立標(biāo)準(zhǔn)研究結(jié)論，結(jié)合據(jù)本線預(yù)測(cè)的高峰小時(shí)單向最大斷面客流量，各設(shè)計(jì)年度采用不同編組方案相關(guān)指標(biāo)見表5、表6。

表5 A型車(4門)車輛載客量及列車長(zhǎng)度

表6 列車編組方案(中心城區(qū)5人/m2)

從表6可以看出，初期采用4、5、6、7、8輛編組均能滿足客流需要；近期采用5、6、7、8輛編組均能滿足客流需要；遠(yuǎn)期采用6、7、8輛編組均能滿足客流需要。

3.4 車輛編組分析3.4.1 近、遠(yuǎn)期

(1)中心城區(qū)段

土方工程、石方工程中推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等運(yùn)用現(xiàn)行型號(hào)及裝載機(jī)、挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備替代，壓實(shí)設(shè)備采用專業(yè)壓實(shí)機(jī)械及裝載機(jī)、挖掘機(jī)替代，手扶拖拉機(jī)等機(jī)械設(shè)備基本淘汰。

考慮本線為市域快線，近期二期工程實(shí)施后，全線運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到97.8 km，市域快線的功能凸顯。為達(dá)到時(shí)間目標(biāo)值、實(shí)現(xiàn)市域快線的功能，有開行部分大站快車的需要，存在快慢車越行、跨線列車的運(yùn)營(yíng)組織方式，為保證區(qū)段通過能力，為大站快車、跨線列車預(yù)留條件，近、遠(yuǎn)期列車開行總對(duì)數(shù)不宜過高。

目前5、7輛編組列車在技術(shù)上是可行的，但仍需專門進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)，勢(shì)必將造成車輛購(gòu)置費(fèi)用的增加。國(guó)內(nèi)開通運(yùn)營(yíng)的5輛編組的線路僅有蘇州2號(hào)線1條，且為5B編組，缺少5A編組線路的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。5、7輛編組無論從車輛技術(shù)及后期運(yùn)營(yíng)等方面來考慮，仍存在著部分需要解決的問題。遠(yuǎn)期采用6輛編組高峰小時(shí)列車對(duì)數(shù)開行28對(duì)，若考慮預(yù)留一定運(yùn)能余量及保證一定的服務(wù)水平，高峰小時(shí)開行對(duì)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加，需開行30對(duì)，達(dá)到最大系統(tǒng)能力水平，且運(yùn)能余量?jī)H為9.0%，無法滿足開行大站快車和跨線列車。因此，遠(yuǎn)期中心城區(qū)推薦采用8輛編組，高峰小時(shí)開行約25對(duì)左右，剩余能力可用于開行大站快車或跨線列車。

近期也不宜采用5、7輛編組。考慮預(yù)留一定運(yùn)能余量，近期采用6輛編組，高峰小時(shí)需開行22對(duì)；近期采用8輛編組，高峰小時(shí)需開行16對(duì)，6輛與8輛編組高峰小時(shí)服務(wù)水平相近。因此，從客流需求、服務(wù)水平、開行大站快車、車輛編組型式改變、線網(wǎng)資源共享等因素綜合考慮，近期也需采用8輛編組。

(2)市域段列車編組分析

按4人/m2站立標(biāo)準(zhǔn)，市域段遠(yuǎn)期采用不同編組方案相關(guān)指標(biāo)見表7。由于龍華寺—龍泉山段客流水平較高，且未出現(xiàn)明顯的客流落差，因此市域東段按龍華寺—龍泉山、龍泉山—T3T4兩段分別分析。

表7 遠(yuǎn)期列車編組方案表(市域段4人/m2)

結(jié)合表7分析：市域西段(城鐵溫江—七里溝)：七里溝以西僅3個(gè)車站，遠(yuǎn)期最大客流斷面為2.02萬人/h，宜采用較小的編組，采用5、6輛編組運(yùn)能余量仍較大，3、4輛編組較為合理。但此段僅14 km，總旅行時(shí)間也僅約10 min，客流也主要為與城區(qū)交換客流，單獨(dú)組織小編組運(yùn)行交路的必要性較弱。同時(shí)增加了運(yùn)營(yíng)難度，車輛檢修及資源共享也較為復(fù)雜。因此，本段列車編組應(yīng)與城區(qū)段保持一致。

市域東段(龍華寺—T3T4)：龍華寺至龍泉山段站間距小，遠(yuǎn)期最大斷面客流為1.91萬人/h，且沒有明顯客流落差，可保持與中心城區(qū)段相同的列車編組或采用小編組。龍泉山作為城市的天然分隔，龍泉山站以東段站間距大、客流斷面大幅降低，遠(yuǎn)期最大客流斷面僅為1.1萬人/h，采用8輛編組運(yùn)能余量較大、服務(wù)頻率低；若保證較高的服務(wù)頻率，則滿載率過低，運(yùn)能虛靡嚴(yán)重。由于龍泉山—T3T4段運(yùn)營(yíng)里程長(zhǎng)達(dá)48.9 km，宜靈活組織列車交路，按小編組運(yùn)營(yíng)。龍泉山—T3T4段采用5、6輛編組運(yùn)能余量過大；若采用3輛編組開行對(duì)數(shù)多(考慮一定運(yùn)能余量，遠(yuǎn)期需開行21對(duì)/h以上)、服務(wù)頻率過高，全線交路組織靈活性差，本段宜結(jié)合列車交路采用4輛編組，運(yùn)能適中、開行對(duì)數(shù)較為合理。

近期市域段客流斷面特點(diǎn)與遠(yuǎn)期的形態(tài)基本保持一致，市域段編組形式宜與遠(yuǎn)期保持一致，采用4輛編組。

3.4.2 初期編組分析

初期采用4、5、6、7、8輛編組均可滿足客流需要，結(jié)合近、遠(yuǎn)期采用4、8輛編組混跑的分析結(jié)論，初期編組方案有以下幾種可能：

初期采用4輛編組，近期二期工程實(shí)施后，4輛編組列車用于市域段交路；

初期采用8輛編組，近期繼續(xù)在8輛編組的列車交路上使用；

初期采用4、8輛編組混跑，近期后4、8輛編組各自在對(duì)應(yīng)編組交路上使用。

初期各編組方案對(duì)比見表8。

表8 初期列車編組方案對(duì)比

從表8可以看出，3種方案均可滿足初期客流需求。初期采用4輛編組，購(gòu)車數(shù)少，高峰小時(shí)開行列車對(duì)數(shù)較多，行車間隔小，乘客等待時(shí)間短，服務(wù)水平及列車滿載率均較高，但考慮一定運(yùn)能余量，高峰小時(shí)需開行23對(duì)/h，開行對(duì)數(shù)過高；若采用4、8混跑，服務(wù)頻率與采用8輛編組相差不大，但運(yùn)營(yíng)組織復(fù)雜，對(duì)于線路開通初期的運(yùn)營(yíng)組織、列車調(diào)度等提出較高的要求。且初期客流水平低、運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度適中，采用混跑方式劃分運(yùn)能的必要性不強(qiáng)。

若初期采用8輛編組，為滿足初期高峰小時(shí)列車間隔最小5 min且運(yùn)能留有一定富余，列車對(duì)數(shù)需開行12對(duì)/h以上，初期投資有所增加，列車滿載率稍低，但列車開行對(duì)數(shù)適中，運(yùn)營(yíng)、管理及檢修均非常方便，不存在開通初期就采用不同編組混跑帶來的運(yùn)營(yíng)組織和車輛檢修等方面的問題。同時(shí)，初期至近期年限相隔較近，為了避免運(yùn)營(yíng)不久就改變編組，一般初、近期宜采用相同的編組輛數(shù)。初期至近期客流增長(zhǎng)迅速，從1.96萬人/h增長(zhǎng)到3.27萬人/h，初期采用8輛編組滿載率稍低的狀況持續(xù)時(shí)間較短，購(gòu)置相對(duì)較多的車輛、預(yù)留較大的運(yùn)能余量是合理的。

3.4.3 車輛編組結(jié)論

綜上分析，通過軌道交通制式的選擇，13號(hào)線采用普通輪軌系統(tǒng)；根據(jù)A、B型車的多方面比較，確定選用A型車；通過對(duì)初、近、遠(yuǎn)期編組方案的多方比選和論證，在滿足一定服務(wù)水平的條件下，本線初、近、遠(yuǎn)期采用8-4/8-4/8編組方案，即初期中心城區(qū)需采用8輛編組，市域段宜采用小編組列車，結(jié)合列車交路、客流適應(yīng)性，近、遠(yuǎn)期采用4、8輛編組混跑或分段運(yùn)營(yíng)。

4 結(jié)語

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，城市軌道交通線網(wǎng)的不斷完善不僅將城市的不同區(qū)域連成一體，而且改變了人們的出行和生活習(xí)慣。特別是對(duì)于成都這樣的超大城市，很多人選擇在外圍區(qū)域生活在中心城區(qū)工作，因此，類似于成都軌道交通13號(hào)線這種超長(zhǎng)線路應(yīng)運(yùn)而生。合理的車輛類型以及編組不僅能節(jié)省工程投資，而且也可以為旅客的出行提供更加便捷舒適的乘車環(huán)境。車輛選型應(yīng)根據(jù)線路的功能定位和特點(diǎn)，結(jié)合客流特點(diǎn)，既要滿足國(guó)產(chǎn)化率、安全可靠、經(jīng)濟(jì)性的要求，又要兼顧乘客的舒適性、技術(shù)先進(jìn)性等因素[20]。以成都軌道交通13號(hào)線為例，從與預(yù)測(cè)客流適應(yīng)性及線網(wǎng)資源共享的角度，研究了列車的選型問題；在此基礎(chǔ)上，首先通過研究多種不同車門布置方案的前提下，不同座位布置列車載客量的大小列車編組方案的確定，其次分析在不同站立標(biāo)準(zhǔn)下列車編組方案，最后研究近、遠(yuǎn)期不同區(qū)段不同客流條件下列車編組方案。通過綜合比較不同條件下列車編組方案，最后得出中心城區(qū)需采用8輛編組列車；市域段宜采用小編組列車，結(jié)合列車交路、客流適應(yīng)性，近、遠(yuǎn)期采用4、8輛混跑的編組列車形式，初期采用8輛編組的結(jié)論。