石家莊地鐵?1?號線大小交路開行方案研究

王洋 趙利

摘 要：以石家莊地鐵 1 號線二期工程的運營現狀為背景，重點分析 1 號線客流空間分布特征，結果表明：1 號線南村站 — 福澤站區段列車的運能利用率較低，斷面客流分布極不均衡。文章分別從大小交路開行區段、行車間隔的設定、優化效果和客運組織 4 個方面對 1 號線采用的大小交路開行方案進行研究，為 1 號線行車組織方案的優化提供依據。

關鍵詞：地鐵;客流特征;大小交路;開行方案;客運組織

截至2019年12月31日，我國內地（不含港澳臺）累計有40個城市開通城市軌道交通線路，運營線路總長度達6730.27km[1]。隨著城市軌道交通線路的不斷延伸和網絡化特征的逐步形成，采用何種列車開行方案成為運營企業面臨的一個難題。列車交路開行方案的制定需綜合考慮線路形式、配線分布、客流特征、客運組織等因素，是城市軌道交通行車組織方案中最核心的內容。合理的列車交路方案既能提高列車的運行效率，避免不必要的運能浪費，又可為乘客提供優質的運輸服務，降低企業的運營成本[2]。本文以石家莊地鐵1號線二期工程開通以來的運營現狀為背景，綜合考慮線路形式、客流特征、行車組織和客運組織等內容，對1號線開行大小交路方案的必要性和可行性進行分析，為1號線行車組織方案的優化提供依據。

1 線路概況

石家莊地鐵1號線是穿越石家莊市中心城區的東西向骨干線，同時也是連接主城區與正定新區的骨干線路。1號線線路西起西王站，東至福澤站，線路全長34.3km，共設車站26座，平均站間距1.32km。1號線目前采用單一大交路運行方式，全天運營時間15.5h，日均客運量22.32萬人次。1號線共分2段建設開通，一期工程自西王站至洨河大道站，共設車站20座，線路長度為23.12km;二期工程自西莊站至福澤站，在一期工程的基礎上向正定新區方向延伸6座車站，線路長度為11.18km。1號線線路布局特點突出，西王站 — 石家莊東站區段主要位于主城區，南村站 — 福澤站區段位于石家莊市郊區，客流仍處于發展培育期。

1號線西王站和洨河大道站均設有2條折返線，和平醫院站、新百廣場站、談固站、福澤站均設有1條停車線，北國商城站、留村站、石家莊東站站、西莊站、會展中心站均設有渡線。和平醫院站、新百廣場站、談固站、洨河大道站這4座中間車站具備自動折返功能。1號線線路圖如圖1所示。

2 客流特征分析

客流特征分析是地鐵行車組織方案編制的重要依據 [3]。本節選取1號線2019年12月份的客流數據，分別從26座車站的客運量和斷面客流2方面對1號線二期工程開通以來的客流空間分布特征進行分析。

2.1 客運量分析

1號線2019年12月份26座車站的日均客運量分布如圖2所示。1號線二期6座車站的日均客運量為0.64 萬人次，只占1號線總客運量的2.87%。1號線客流主要集中分布在主城區西王站 — 石家莊東站區段，南村站 — 福澤站區段客流較小，客流空間分布不均衡。

2.2 斷面客流分析

城市軌道交通線路斷面客流空間分布的差異性可用斷面不均衡系數β來體現[4]。

（1）當β越趨近于1，表明線路單向客流空間分布越均衡，適宜開行單一交路;β值越大，則線路單向客流空間分布越不均衡，越適宜開行大小交路。當β≥1.5時，線路單向客流空間分布不均衡程度較大;β≥1.8時，可以考慮開行大小交路[5-6]。

由于1號線共26座車站，因此單向共25個區間。1號線2019年12月工作日、雙休日高峰小時平均斷面客流和運能裕量走勢情況如圖3、圖4所示。運能裕量的計算公式如下：

（2）由圖3、圖4可知，1號線斷面客流在火炬廣場站 — 石家莊東站區間后下降明顯，南村站 — 福澤站區段斷面客流較低。由式（2）計算可知，1號線二期6座車站的平均運能裕量達到了97.54%，列車運輸能力利用率較低，經濟效益不高。

1號線工作日高峰時段（8 ： 00—9 ： 00）上、下行最大斷面客流分別為9970人次/h、13556人次/h，總斷面客流分別為103436人次/h、116564人次/h。由式（1）計算可得，1號線工作日上、下行斷面不均衡系數 β工作日分別為2.41、2.91。同理可計算得到雙休日上、下行斷面不均衡系數β雙休日分別為2.29、2.23。1號線斷面不均衡系數值均大于1.8，表明 1號線高峰時段上、下行斷面客流分布極不均衡，適宜開行大小交路。

3 大小交路開行方案分析

目前1號線采用西王站 — 福澤站區間單一大交路運行方式，高、平峰時段的行車間隔分別為6min30s和10min。根據章節2客流特征分析可知，1號線高峰時段斷面客流分布不均衡，南村站 — 福澤站區間列車的運能利用率較低。為科學合理地分配列車運能，使運能符合斷面客流分布規律，1號線可在高峰時段采用大小交路套跑的運行方式，平峰時段采用單一大交路運行。

3.1 開行區段分析

大小交路折返點的選擇應充分考慮線路客流空間分布特征、線路情況、列車折返效率和行車組織等指標。1號線具備自動折返功能的中間車站分別為和平醫院站、談固站和洨河大道站。從客流空間分布來看，斷面客流在火炬廣場站 — 石家莊東站區段后下降明顯，為不降低列車折返效率，方便乘客候車，應選擇洨河大道站作為小交路的折返車站。1號線大小交路下的列車運行方式如圖5所示。

3.2 行車間隔設定

根據GB 50490-2009《城市軌道交通技術規范》，列車在營運時段正常運行時，最大運行間隔不應大于10min[7]。綜合考慮1號線全周轉時間、運用車數、擁擠度、列車折返能力等指標，在保障為乘客提供舒適的運輸服務前提下，1號線大小交路套跑期間，列車發車比例應采用1 ： 1的方式，即西王站 — 洨河大道站小交路區段的行車間隔可壓縮至5 min，西王站 — 福澤站大交路區段行車間隔為10 min。

3.3 優化效果分析

以1號線工作日的數據為依據，開行大小交路后列車擁擠度與運輸能力對比如圖6所示。通過在高峰時段采用大小交路運行方式，1號線西王站 — 洨河大道站區間的行車間隔由6 min 30 s壓縮至5 min，該區段的運輸能力將提升33.3%，車廂最大擁擠度由76.78%下降至63.99%，高峰時段乘客的乘車舒適度將有較大改善。

表1為大小交路下開行列次和運營里程對比數據。由表1可知，1號線開行大小交路工作日的運營里程將下降377列公里，雙休日運營里程將增加316列公里，1號線每星期的運營里程將下降1253列公里?？梢?號線開行大小交路方案在提升線路運營服務水平的基礎上還可降低列車的運營里程，節能降耗效果明顯。

3.4 客運組織分析

大小交路運行方式對線路的硬件設備功能和運營管理能力均提出了更高的要求。硬件設備需通過系統升級滿足大小交路運行的功能;運營管理方面需通過加強培訓，提升相關崗位的應急處置能力[7]。此外，可通過導向標識和宣傳等手段提升乘客對大小交路運行方式的認識和理解。

3.4.1 設備設施系統升級

開行大小交路，線路的乘客信息系統（PIS）、車站及列車廣播（PA）等系統應具備根據列車終點站的不同，顯示和播報不同區段運營信息的功能[8-10]。開行大小交路前，需通過設備的升級改造和系統測試，使硬件設備具備相應的功能，滿足大小交路套跑的條件。

3.4.2 運營管理能力提高

開行大小交路會增加中間折返站的工作量，洨河大道站需增加站臺員工的配置標準，做好小交路列車清客和客流控制工作。大小交路方式運用初期，由于乘客乘車習慣的改變需一定時間，因此會產生一定的不適應或不理解，站務人員需對乘客進行客運引導。此外地鐵運營公司需通過微博、微信、新聞媒體、PA、PIS、標志標識、宣傳手冊等途徑加強對大小交路方式下如何乘車知識的宣傳和引導，從而提升乘客的認知。同時大小交路運行方式將大大增加控制中心行車調整的難度和壓力，控制中心必須做好列車晚點、設備故障、突發情況下行車調整的預案和應急處置程序。

4 結語

本文以石家莊地鐵1號線為背景，分別從客運量、斷面客流、運能裕量3方面分析了1號線二期開通后的客流空間分布特征，結果表明1號線南村站 — 福澤站區段運能利用率較低，現階段斷面客流分布極不均衡。為提升1號線的運輸效率和運營服務水平，本文分別從大小交路開行區段、行車間隔的設定、優化效果和客運組織4 方面，深度分析了1號線開行大小交路運行方式的必要性和可行性。通過優化對比分析可知，1號線采用大小交路運行方式，不僅可降低乘客的候車等待時間，提升乘客的出行舒適度，還可減少運能浪費，具有較好的經濟效益。

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收稿日期 2020-03-11

責任編輯 胡姬