旅游軌道交通線路的行車組織方案研究

顧海艇 呂永波 任 遠 霍 潁

(1.中鐵第六勘察設計院集團有限公司， 300308， 天津； 2.北京交通大學交通運輸學院， 100044， 北京∥第一作者， 工程師)

目前國內旅游市場不斷發展，著名旅游景區的游客量增長迅速。節假日時期，很多景區地面交通變得不堪重負，不僅嚴重影響了游客的旅游品質，對景區環境也帶來了嚴重影響。作為解決旅游景區的交通問題，滿足觀光需求的一種新的交通方式——旅游軌道交通因經濟環保、安全準時的特點，在國內正在興起。

旅游軌道交通一般采用全封閉的形式，基本功能主要為交通功能和觀光功能。交通功能旨在解決景區與外部交通樞紐、路網節點、其他景區之間以及景區內部之間的游客運輸問題；觀光功能主要體現在軌道交通與沿途景色的有機融合，營造人文自然與現代技術相交融的風情畫貌，列車上的游客可以從更好、更高的視角飽覽秀麗的自然風光，列車外的游客也可以欣賞到科技和自然的和諧之美。

1 懸掛式單軌系統在旅游線的應用前景

懸掛式單軌交通系統的特征是：車輛懸吊在軌道梁下方，轉向架和運行軌道置于軌道梁內；線路最小曲線半徑為30 m，最大爬坡能力達100‰[1]；車輛最高運行速度為60～80 km/h，平均旅行速度20～35 km/h；工程投資在1.0～2.0億元/km；適用于單向高峰小時最大斷面客流量0.4～0.8萬人次/h的旅游交通走廊。

在運能上，懸掛式單軌系統為中低運量等級，4輛編組情況下運能可達到0.8萬人次/h，可滿足絕大部分景區的游客出行需求；在適應性上，懸掛式單軌系統的轉彎半徑小，爬坡能力強，與多數軌道交通制式相比具有明顯的優勢，可適應山地城市、道路崎嶇不平等復雜條件，在造價上，懸掛式單軌系統在高架線路中的造價優勢較為明顯，相比地面線造價較高；在占地上，懸掛式單軌系統的橋墩寬度約0.8 m，僅占用2 m左右的綠化帶即可滿足建設要求；從建設周期上，軌道梁、道岔梁、橋墩等可采用工廠加工預制、現場拼裝模式，施工工期短，對環境影響小；在觀光性上，懸掛式單軌系統橋梁輕便，列車造型美觀，宜與周邊自然景觀相得益彰，游客可欣賞高空景色。

基于以上特點，懸掛式單軌系統兼具交通和觀光功能，在線路條件差、地面交通無法到達的特殊環境中具有明顯的競爭優勢。因此，懸掛式單軌系統在國內旅游線的應用前景較為廣闊，應充分結合景區特點、線路條件進行合理設計，其中，做好行車組織方案研究，確定合理的建設規模，是實施具體工程的基礎和必要條件。本文的旅游線是指采用懸掛式單軌系統的旅游軌道交通，并以某景區旅游軌道交通為分析案例。

2 旅游軌道交通客流特征

旅游軌道交通客流特征是行車組織方案設計的重要依據。深入剖析景區旅游軌道交通的客流特征，設計與其相匹配的行車組織方案，對于提高旅游軌道交通的運營效率和服務品質具有相當重要的作用。

客流特征主要包括客流時間分布、客流空間分布、客流需求特征這三個方面[2]。

2.1 客流時間分布

客流時間分布主要分為全年客流分布、全日客流分布。

旅游軌道交通的全年客流分布與景區客流量全年分布的波動基本一致，與當地的人口、交通、氣候、季節、節假日等因素密切相關。一般來說，節假日以及舉辦大型活動時的日客流量遠遠大于周末、工作日，旺季日客流量遠遠大于淡季。以四川阿壩州四姑娘山風景區為例，其客流量月分布圖如圖1所示。由圖1可見，8月和10月的客流量遠遠大于其他月份，其他月份客流量差異明顯，最低月份為1月份，客流量僅為7 624人次。

圖1 四川四姑娘山景區游客量月分布圖

以4月份的日分布圖為例(見圖2)，4月5日、6日、7日為清明節小長假，4月29日、30日和5月1日為勞動節小長假，客流量明顯大于其他時間，4月1日、14日、15日、21日、22日為周末，客流量約為工作日的2倍。

圖2 四川四姑娘山景區4月份游客量日分布圖

根據統計和計算，四姑娘山景區游客量期望值為1 748人次/d，標準差為2 144人次/d，離散系數為1.23，因此，景區日游客量的波動性極大，為景區服務的旅游軌道交通客流量也存在著極大的不均衡性。從全年客流分布上看，國慶的日游客量最高，多日突破1萬人次；五一小長假和8月周末的日游客量相對較高，在6 000～8 000人次；該景區旺季的周末客流量超過了春節、清明、中秋等節假日。從分布比例上看，在1年中，90%的日客流量在4 000人次以內，97%的日客流量在6 000人次以內，如圖3所示。

圖3 四川四姑娘山景區日游客量分布圖

在設計行車組織方案之前，應對節假日、周末、工作日的客流分布進行全面分析，研究旅游軌道交通的設計運輸能力與不同時期游客需求的匹配性。

旅游軌道交通的全日客流分布是指一天中不同時段的客流出行分布。游客出行時段一般與景區的開放時間相匹配，與通勤客流最高峰通常出現在早上8:00—9:00不同，旅游客流的最高峰可能出現在早上的去程，也可能出現在下午的返程[3]。當作為大型景區對外交通功能為主的線路時，高峰小時系數相對較高；當作為景區內部觀光功能為主的線路時，全日客流分布相對比較均勻，高峰小時系數較低。

2.2 客流空間分布

客流空間分布主要分為全日客流斷面和高峰小時客流斷面，均體現在客流斷面圖上。

當旅游軌道交通作為景區對外聯系主要交通工具時，全日斷面客流往往相對均勻，即首末站的上下車乘客遠大于中間站的上下車乘客，乘客平均運距較長；高峰小時上下行斷面客流極不均勻的情況(如圖4所示)，早上的早高峰進入景區客流遠遠超過出景區客流，下午則相反。當作為景區內部各景點的連接線或觀光線時，各景點的上下車乘客與景點吸引力相關，全日斷面客流形狀呈現“中間大、兩頭小”的紡錘形，平均運距相對較短，高峰小時上下行斷面客流相對均勻，如圖5所示。

a) 全日 b) 早高峰

a) 全日 b) 早高峰

2.3 客流需求特征

客流需求特征主要體現在游客對旅游軌道交通服務性的要求，主要有乘車環境、最高運行速度、停站時間等。

在旅游軌道交通中，乘客追求的目標是身心愉悅，享受生活，因此對運輸的服務性具有較高的要求。第一是乘車環境，游客對乘坐舒適度的要求較高，不光要有便捷的進出站、購票換乘條件和舒適的候車環境，對客室內的乘坐舒適度要求尤為嚴格。在平均運距較長時，應盡量保證充足的座椅數量，在平均運距較短時，游客即使在客室中站立，也不會引起過度的反感。第二是最高運行速度，這與線路長度、沿途景觀相關。當線路較短或沿線風景優美時，旅游線應重點突出其觀光功能，最高運行速度應保持在較低水平，以提高游客的觀賞體驗；當線路較長或沿線景觀單調時，最高運行速度應盡量提升，加快列車周轉。第三是停站時間，旅游客流的目的是放松和愉悅自身，因此在進出站、售檢票、上下車等過程中均表現出輕松姿態，相比通勤客流，對時間的要求不再嚴格。因此，旅游客流的上下車速度應比通勤客流稍慢，停站時間應適當增加，保證乘客充足的上下車時間。

3 行車組織方案要素分析

在旅游軌道交通中，行車組織方案的三大要素主要是行車對數、列車運行交路、列車旅行速度。

3.1 行車對數

旅游軌道交通的基本功能是滿足游客的乘車需求，因此行車對數是行車組織方案的核心。與通勤客流不同，旅游客流往往存在極大的不均衡性。若按照完全滿足節假日的最大客流考慮，行車組織方案可以滿足全年的客流需求，但是絕大多數時間運能富余過多，存在列車閑置、規模偏大的情況，經濟效益較差；若按照滿足日均客流量考慮，線路的設計運輸能力無法滿足節假日的客流，甚至連旺季的周末也無法滿足，軌道交通的作用無法體現。

在設計行車對數時，主要按照如圖6所示的4個步驟進行。其中，客流分析和車輛定員的確定尤為關鍵，其需要密切結合客流時間分布和客流需求特征來進行研究。

3.2 列車運行交路

列車運行交路的制定主要以客流空間分布為依據，具體有以下幾點影響因素：一是充分考慮全線的客流分布規律，研究列車運行交路設置的匹配性和可延續性；二是考慮行車組織的靈活性和可操作性，線路通過能力和可持續運輸能力應滿足要求；三是考慮折返站配置情況和能力的大小；四是以滿足大多數游客出行需求為目標，盡量減少換乘次數，提高游客出行的直達性[4]。

對于以對外交通為主的旅游線，客流特征以直達為主，客流斷面均勻，列車交路宜考慮采用單一交路；當潮汐客流明顯時，上下行客流極不均勻，可結合交路長度、場段位置考慮采用單向加車方案，以減少車輛購置費和運營成本[5]。對于以內部交通、觀光線為主的旅游線，斷面客流呈現紡錘形，當線路較長時，從運營效率的角度，可考慮采用大小交路；當線路較短時，從運營簡便的角度，可以考慮采用單一交路。折返站位置必須有足夠的配線和其他設備。對于懸掛式單軌系統而言，由于軌道梁道岔的特點，無法布置交叉渡線，而且道岔造價高昂，在設置折返站時需慎重考慮，應綜合比較建設投資、運營維護成本和難度、乘客舒適性等因素，選擇最佳方案。

3.3 列車旅行速度

列車旅行速度主要與最高運行速度、停站時間相關，是計算運用車的基礎。旅行速度越高，列車周轉越快，運用車和配屬車就越少。目前1輛懸掛式單軌車輛造價就達數百萬元，旅行速度的微小變化就可能帶來上千萬元的費用變化。

最高運行速度取決于旅游軌道交通的功能。以觀光為主的線路，應適當降低最高運行速度，保持在20～40 km/h；在局部風景優美區段，可進一步降低速度，以增加游客的體驗感。以交通功能為主的線路，應在乘坐舒適的前提下，盡量提高運行速度，宜在60～80 km/h，以加快列車周轉，減少列車購置費用。停站時間應充分考慮游客的心理狀態和行走速度，上下車時間應在通勤客流上下車速度的基礎上適當放寬，停站時間不宜過短，列車在停站時應反復提醒乘客，避免乘客坐過站。

4 算例分析

以某景區旅游軌道交通線路為例，進行行車組織方案分析。根據景區客流量，淡季為每年的12月至次年3月，旺季為4月至11月，淡、旺季的工作日和周末分開考慮，法定節假日作為一個時段。因此，將全年劃分為淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、節假日5部分進行客流預測。

該線全長5 km,共設4座車站，線路功能以交通功能為主、觀光功能為輔，其客流指標如表1所示。客流以起終點直達客流為主，早高峰最大客流斷面區間為三站—四站，遠期節假日早高峰斷面客流如圖7所示。

圖7 遠期節假日早高峰斷面客流

在設計行車組織方案時，首先判斷以哪個階段的客流數據作為主要設計依據。按上述5個階段的天數在全年中的比例進行排序，旺季工作日(46.3%)>淡季工作日(22.5%)>旺季周末(15.3%)>淡季周末(9.9%)>節假日(6.0%)；按日客流量進行排序，節假日>旺季周末>淡季周末>旺季工作日>淡季工作日，因此滿足旺季周末客流可滿足94%時間的客流需求。節假日客流量約為旺季周末的1.37～1.46倍，按旺季周末的高峰小時最大斷面客流計算設計運輸能力，并考慮10%～20%的運能裕量，旅游軌道交通的實際運輸能力可滿足節假日的大部分需求。由于該線以交通功能為主，游客對客室環境的容忍度較高，因此節假日期間可適當降低客室內的服務水平，即提高立席的站立標準，并盡可能利用既有運用車數量，提高高峰小時行車對數，檢算是否滿足節假日客流需求。綜上，該線宜按旺季周末的高峰小時最大斷面設計運輸能力。

表1 客流預測指標匯總表

參考四川省地方標準的車型分類，該線車輛宜采用定員較大的A型車。該線以交通功能為主、觀光功能為輔，應考慮部分站席。從游客舒適性的角度考慮，站立標準宜采用3～4人/m2，取中值3.5人/m2，車輛定員為67人/輛。在節假日時，站立標準取5人/m2，定員為82人/輛。作為旅游軌道交通，行車對數不宜大于20對/h，因此列車采用2輛編組。

該線平均站間距達1.7 km，因此宜適當提高最高運行速度，取60 km/h。首末站停站時間為40 s，中間站停站時間為30 s。經計算，該線配車旅行速度為30 km/h。

客流以起終點站直達客流為主，而且線路較短，列車運行交路采用單一交路。考慮到該線潮汐客流明顯，可以采用單向加車方案，在一站附近設置車輛基地1座，四站附近設置可供3列列車停放的停車線，具備在高峰期單向加3列列車的條件。

根據客流需求設計行車對數，計算旺季周末的設計運輸能力和運用車，然后根據各年限的實際運用車數量計算行車對數可達到的最大值，分別為9對/h、13對/h、16對/h。各階段的設計運輸能力和運用車數量如表2所示，早高峰列車交路圖如圖8所示。

表2 設計運輸能力表

注：圖中數字依次為淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、節假日的行車量；在初期、近期和遠期中，第一行數字的單位為對/h，第二行數字的單位為列/h。

5 結語

國內旅游軌道交通發展迅速，懸掛式單軌系統作為一種輕型、美觀、適應能力強的軌道交通制式，在旅游線的應用前景較為廣闊。但是任何軌道交通均存在規模大、造價高昂的問題，因此做好旅游線的行車組織精細化設計，設計合理建設規模是項目實施的重點。本文從客流時間分布、客流空間分布、客流需求特征等三方面分析客流特征，為行車組織設計打好基礎；然后主要從行車對數、列車運行交路、旅行速度等與旅游線特征相關的三部分內容進行行車組織設計方法的研究；最后結合算例，設計與之相匹配的行車組織方案，為具體工程實施提供參考。