新時代以運營需求為導向的行車組織設計方法
——以廣州地鐵為例

鄧澄遠、曹巍

（1.廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州510010；2.廣州鐵路投資建設集團有限公司，廣東廣州510010）

0 引言

城市軌道交通工程系統復雜、投資巨大，前期設計一旦落地實施，運營階段基本難以更改，因此科學合理的設計是支撐城市軌道交通網絡化高效運營的基礎，“先天性不足”往往會成為制約網絡化運營效率的關鍵因素。在《交通強國建設綱要》《粵港澳大灣區發展規劃綱要》等文件指導下，行車組織設計在總結既有運營經驗、滿足運營需求時，更應重視政策要求。

1 新時代背景下的新需求

1.1 政策解讀

1.1.1 交通強國戰略為我國交通發展指明方向

2019年9月，中共中央、國務院印發了《交通強國建設綱要》，指出構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的現代化綜合交通體系，構建“全國123 出行交通圈”，提出“都市圈1 小時通勤、城市群2 小時通達、全國主要城市3 小時覆蓋”的時空目標。

1.1.2 粵港澳大灣區引領區域協同發展

2019年2月，《粵港澳大灣區發展規劃綱要》正式發布。《綱要》指出，要構建現代化的綜合交通運輸體系，暢通對外綜合運輸通道，構筑大灣區快速交通網絡。以連通內地與港澳以及珠江口東西兩岸為重點，構建以高速鐵路、城際鐵路和高等級公路為主體的城際快速交通網絡，力爭實現大灣區主要城市間1 小時通達。

1.1.3 《新時代城市軌道交通創新與發展》對先進地鐵的先行探索

2019年5月，廣州地鐵發布了《新時代城市軌道交通創新與發展》。新時代廣州軌道交通旨在打造“服務型、引領型、融合型、持續型”融合發展的先進軌道交通，核心特征體現在“安全、可靠、便捷、精準、融合、協同、綠色、持續”8 個方面，其中行車組織設計要實現精準運力投放和協同多式運營[1]。

1.1.4 《廣州市軌道交通線網規劃修編》提出了多維度規劃目標

基于創新、綠色、開放、協調、共享的發展理念，廣州打造了多層次軌道交通系統，逐步實現軌道交通主體地位，建設軌道城市，支撐廣州活力全球城市。線網規劃提出“30 60”時空目標。

1.1.5 軌道交通協同運輸及互聯互通研究

2019年，廣州地鐵集團承接城際鐵路運營，并針對廣州市軌道交通協同運輸及互聯互通進行了專題研究，形成“安全、便捷、高效、綠色、經濟”的一體化綜合交通運輸體系，建立以服務大灣區協同發展為導向，以人民群眾滿意為標準的軌道交通體系，積極推進“地鐵+城際”一體化運營發展[2]。

1.2 新時代背景對行車組織設計提出的新要求

新時代軌道交通對行車組織在時空目標、運能配置、行車方式、互聯互通等方面提出了如下新要求：實現“30 60”時空目標（廣州主城區至副中心、外圍城區30 分鐘互達，廣州及鄰穗城市中心60 分鐘互達）；采用多種運營模式，滿足客流需求，實現線路功能定位；交路靈活，精準投放運力，提高運營效率；考慮線路間互聯互通，提高線網通達性，提高乘客出行便捷性。

2 現狀運營對行車組織設計的反饋

2.1 客流時間分布特征

一年中，受春節和暑假影響，通常1、2月客流最低，7、8月較大（見圖1）；一周內，周五通勤客流與娛樂出行客流疊加，客流最大；周日時，更多市民選擇居家休息，客流較低（見圖2）；一天內，呈現“雙峰平谷長尾”基本形態，早高峰在7～9 點，晚高峰在17～19點（見圖3）。

圖1 月客流變化特征

圖2 周客流變化特征

圖3 日客流分布特征

2.2 客流空間分布特征

在擁擠狀態下，車門處和座位站立區的站席密度是不均衡的。座位站立區的乘客均希望保持在身體舒適空間之內，即5 人；而車門處乘客被擠壓，平均達到7 人以上。乘客受擠壓程度從上車車門處向車廂內逐漸降低。以5 個車門的A 型車為例進行計算（6 人標準的定員310 人，座位48 個，站立面積43.7m2，其中車門處約30m2），雖然設計的平均站席密度為6 人，但由于車廂內乘客分布不均衡，座位區控制在5 人，而車門處達到7 人以上，實際車廂載客人數在320 人以上，見表1。

2.3 預測客流與實際客流對比

考慮疫情影響，對比廣州線網各線2019年實際客流與相近預測年預測客流，各線的預測客流均存在不同程度的誤差，客運量的平均預測誤差達40%，高峰小時斷面的平均預測誤差達26%。

2.4 已運營線路交路靈活性

五號線一期（滘口-文沖）單一交路運營，滘口站為站前交叉渡線折返，折返壓力較大。中山八、區莊等設置存車線車站均不具有小交路折返或單向加車的折返功能，這導致運營部門在靈活調整運營方案上方法不多，見圖4。

圖4 五號線配線設置圖

3 以運營需求為導向的行車組織設計

結合上位政策新需求及現狀運營的反饋，對行車組織設計的要求主要體現在系統選型及運營組織兩方面（見圖5），總結出行車組織設計原則如下。

圖5 上位要求及運營反饋與行車組織設計關系圖

3.1 系統選型

3.1.1 多角度比選最高運營速度

最高運行速度應以線路功能定位為基礎，以滿足乘客出行時間目標為需求，結合項目工程條件及系統裝備水平，選擇時間可達、工程適應、造價合理的速度標準。

3.1.2 互聯互通線路應采用相同或可兼容系統制式

互聯互通線路在車輛制式、信號系統、供電系統等方面，均應采用相同或可兼容系統制式，以便于運營組織設計。

3.1.3 充分考慮客流波動性和客流預測的不確定性

客流預測是行車設計的輸入條件，但客流客觀存在波動性，且客流預測受城市發展、線網發展、票價、線路建設時序等因素影響下，存在不確定性，故系統選型在滿足預測客流的基礎上，應至少預留10%的運能余量，使線路具有一定運能包容性及運營靈活性。

3.1.4 針對不同功能線路選取站立標準

考慮車廂內乘客分布不均勻性，市區線宜按照標準為5 人/m2的站席，在假日突發客流時按照6 人/m2的站席標準控制。市域線站席宜采用橫排座位，可采用4～5 人/m2的站席標準。延伸線可參照原有標準設計。另外，對于連接多個交通樞紐，攜帶行李乘客比例較高的線路，需適當降低站立密度，提高服務水平[3]。

3.2 運營組織

運營組織方案以滿足客流運輸需求為基礎，針對線路不同的客流特征，可以采用單一交路、高峰大小交路、全天大小交路、高峰單向加車、主支線運營及快慢車運營等多種運營模式。根據線路客流特征，并考慮運營經濟性與管理方便性，精準投放運能，選擇適當的運營模式。另外在配線設計時，應將停車線方向盡量朝向客流大斷面方向，為小交路運營、單向加車等靈活的運營模式預留條件。各種運營模式及其適用線路特征見表3[4]。

表3 運營模式適應性特征表

4 結語

行車組織設計應緊跟新時代，體現上位政策要求，并結合運營實際，使運營方案與工程建設保持高度適應性、一致性，實現城市軌道交通建設為線網運營服務的目的。行車組織設計在滿足時空目標、多式運營、運營效率、互聯互通等要求時，也應充分考慮客流波動性、客流分布不均衡性及預測客流不確定性等，在系統選型、運營組織上做到包容設計、靈活設計、超前設計。