城市軌道交通網絡化運營優化策略分析

何立雙 何立偉

收稿日期：2024-01-30

作者簡介：何立雙（1993—），女，碩士研究生，助理工程師，研究方向：交通運輸。

摘要 隨著我國城市化進程的加快，越來越多的城市開始進行城市軌道交通的建設，目前部分城市已經形成較為完善的軌道交通線網。如何做好城市軌道交通網絡化運營已成為城市規劃建設中的重要內容，文章闡述了城市軌道交通的發展歷史和發展現狀，并重點對城市軌道交通網絡化運營特征及運營過程中存在的問題進行分析，最后從打破運行界限、運力精準投放、調整行車間隔等角度提出了進一步做好網絡化運營的措施和建議。

關鍵詞 軌道交通；網絡化；優化；策略

中圖分類號 U29-39文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）11-0009-04

0 引言

經過五十多年的發展，我國城市軌道交通實現從無到有，從弱到強的轉變，部分城市已經形成較為完善的軌道交通網絡，復雜的地鐵網絡將整個城市的各個區域緊密連接在一起，為人們出行帶來了極大便利。在軌道交通路網內，各條線路相互連接、錯綜復雜、相互影響，在運營過程中呈現顯著特征，例如客流時間—空間分布不均衡現象加劇、運營中斷影響范圍擴大、不同線路運營風格差異、線路設備差異等，為運營工作帶來一定挑戰。同時，網絡化運營也為運營優化創造了機會，例如通過升級信號系統和調整行車組織，來優化行車計劃，或者利用好各條線路之間復雜的網絡關系，調整客流分布等。如何做好網絡化運營工作，迎接挑戰、把握機會、優化運營，成為地鐵工作的重點。

1 網絡化發展現狀

我國城市軌道交通發展迅速，以北京地鐵為例，北京是全國第一個開通地鐵的城市，距今已有五十多年歷史。五十多年來，北京地鐵迅速發展，1971年，北京首條地鐵線路開通運營，全長21 km，共16座車站；2003年，北京地鐵運營4條線路，全長114 km，共70座車站；2009年，北京地鐵運營9條線路，全長228 km，147座車站；2016年，總長574 km，345座車站；2023年，北京地鐵運營線路27條，總長達到807 km，475座車站，已形成復雜的軌道交通網絡；預計2025年，北京地鐵運營線路將達到30條，總長達到1 177 km。在城市軌道交通運營里程增加的同時，客運量也由最初的828萬人次/年（1971年）增加至39.62億人次/年（2019年），客流強度和客運壓力持續增大[1]。自《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》發布實施以來，北京城市軌道交通持續推進智慧城軌建設，持續推進軌道交通網絡化運營[2]。

近年來，越來越多的城市開始進行城市軌道交通建設工作，目前我國擁有地鐵的城市已達48個，部分城市地鐵建設較為完善。截至2023年，除北京外，上海、廣州、深圳也已開通15條以上線路，南京、杭州等6個城市開通10條以上地鐵線路[3]。

隨著城市軌道交通網絡化布局的完善，交通網絡化運營已成為一項重要工作。針對該問題，國內研究方向主要集中在管理、安全、設備、服務等方面。黃攀[3]針對管理問題、運輸組織問題、客運服務問題分別給出應對措施，提出應加強網絡化人才的培養與儲備、提高人員服務理念等；何霖[4]等從加強管理、安全風險管控、設備質量管理等方面提出網絡化運營對策；黃烜翔[5]從管理優化和生產組織優化角度進行分析，提出健全制度、加強人員管理、優化行車組織和客運組織措施。國外學者考慮多種交通方式的銜接，認為網絡化運營應考慮多種公共交通方式；有學者認為城市軌道交通網絡化運營除政府參與外，還需要資本的支持。

國內外關于城市軌道交通網絡化運營的研究涉及加強管理、提升服務理念、安全風險管控、考慮多種交通方式的網絡化運營等，該文從客流、行車、設備、應急等方面對網絡化運營特征進行分析，并提出應對策略。

2 軌道交通網絡化運營特征

為減輕地面交通壓力，滿足廣大市民的出行需要，城市軌道交通迅速發展，地鐵由單一線路發展到今天的復雜路網，覆蓋范圍極廣，各條線路間實現互聯互通，為人們生活帶來了極大便利。但與單一線路運營相比，多線路運營情況更加復雜，往往出現“牽一發而動全身”現象，隨線路數量增加，網絡化運營的特征逐漸顯現。

2.1 客流特征

2.1.1 客運壓力大

在地鐵線網建設完善的同時，地鐵客流也在持續增加，隨著經濟發展和城市人口的增加，地鐵出行需求增加速度遠超軌道交通建設速度。如圖1～3所示，分別為2021年國內部分城市軌道交通的日均客運量、運營里程、客流強度，其中，北京、上海、廣州地鐵運營里程和客運量均位于前列，與其他線路簡單、未形成地鐵網絡的城市相比，客運壓力也更大（客流強度體現了客運壓力，其值等于日均客流量/運營里程）。除客流量增加帶來的客運壓力外，線路復雜性增加導致換乘路線多樣、換乘客流數量大，換乘壓力加大；客流來源廣泛、售檢票技術更新快，使得乘車引導力度需求增加等，也都是軌道交通網絡化運營下，客運壓力增大的表現。

圖1 2021年國內部分城市軌道交通日均客運量

圖2 2021年國內部分城市軌道交通運營里程

圖3 2021年國內部分城市軌道交通客流強度

2.1.2 客流分布不均衡

客流分布不均衡包括時間分布不均衡和空間分布不均衡。由于工作日客流大多為通勤客流，乘客出行特征表現為“早出晚歸”，出行時間較為集中，這也導致工作日客流出現明顯的峰值，稱為早高峰和晚高峰，兩個高峰時段的客流遠高于其他時段，即客流分布的時間不均衡。軌道交通路網覆蓋范圍廣，部分地鐵車站深入居民區、辦公區、景點、火車站等，車站的位置及周邊環境等因素，決定了客流來源、客流大小、客流進出站流向，因此同一時間，各個車站進站客流呈現出差異，此外，由于人們居住區與工作地、城市資源分離，導致早高峰大客流主要出現在居住區，晚高峰大客流主要集中在商業辦公區，這也導致各個車站進站客流差異更加明顯，即客流在空間上分布極不均衡。隨路網覆蓋范圍增大，客流分布不均衡特征更加明顯。

2.1.3 易出現突發客流

軌道交通線路形成網絡后，各線路之間互聯互通，運營相互影響，一條線路運營中斷必然對其鄰近線路甚至整個路網的客流產生影響，這種影響在換乘站更加顯著。此外，惡劣天氣、大型活動等也會導致車站出現突發性大客流。網絡化運營下，路網結構復雜，客流量大，因而，突發客流出現頻率、影響范圍更大，后果嚴重程度更高。

2.2 行車特征

2.2.1 行車指揮難度大

在網絡化運營下，既要考慮各條線路發車時間上的銜接，也要考慮當一條線路發生突發事件時，是否會對其他線路的行車產生影響以及如何調整列車。此外，不同線路高峰時段差異、復雜的列車運行交路、突發大客流下的行車調整、需要協調的人員數增加等，都提高了行車指揮難度。

2.2.2 列車故障頻次增加

為滿足日益增加的出行需求，目前常采取的措施包括增加列車購置、延長列車上線運營時間、縮短列車間隔等，即使采取了以上措施，部分區段運力仍不能滿足出行需求，列車超載成為常態。列車工作時間長、超載運行等因素，都增加了列車發生故障的概率，這也是軌道交通網絡化運營下的特征之一。

2.2.3 行車中斷影響范圍大

行車中斷影響范圍大，主要原因在于線路之間相互連接、相互影響，這種影響在換乘站尤其明顯，當一段線路或一個車站出現故障，導致行車中斷后，客流必然通過換乘站涌入故障線路的平行路線。此時，故障線路需要調整列車運行路徑，繞過故障區段，維持運行，而與之平行的線路也需調整行車計劃，應對突然增加的客流。除行車計劃受影響外，客運組織工作也需要作出相應調整。總之，路網越復雜，涉及的線路、乘客數量越多，相應的，行車中斷事故影響范圍越大。

2.3 其他特征

2.3.1 運力浪費

由于各條地鐵線路獨立運營，每天運營開始前，列車由各自車輛段出發，完成當天運營任務后，列車需返回各自車輛段，由此產生一定的空駛距離。隨著線路數量增加，空駛總里程增加，在網絡化運營下，這部分空駛里程積少成多，運力浪費現象更加明顯。

2.3.2 設備差異

在一個城市所有軌道交通線路中，設備種類基本一致，包括售檢票設備、行車設備、供電設備等，但由于建設時間、建設單位等差異，各條地鐵線路的設備型號、功能、損耗情況等并不完全相同，隨著線路數量增多，這種差異也更加明顯。

2.3.3 服務特征

隨軌道交通線路成網，運營商也由最初的一個增加至多個，從業人員更是迅速增加，受運營商、管理者管理理念的影響，各條線路服務水平出現差異，應對突發事件的處理方式和處理效率也不盡相同。此外，各條線路設備的差異，也成為影響服務質量的因素。

3 應對措施分析

3.1 縮短行車間隔

列車運行間隔計算方法如式（1）：

（1）

式中，Δt——列車運行間隔（min）；Q——單向小時最大斷面流量（人）；m——列車定員（人）；η——小時最大列車滿載率控制值，無量綱。

在高峰時段，乘客出行需求量較大，即單向小時最大斷面流量值較大，如果列車可達到的最小運行間隔不能滿足列車計算間隔，那么運力供給將不能滿足出行需求，擁擠現象隨之出現。要縮短行車間隔，在技術方面，通過信號系統升級、信號系統改造、供電系統擴容等措施縮短行車間隔；在資源配置方面，采取購置新車、擴建停車股道等方式增加可用資源量；在運營組織方面，優化作業流程，提高工作人員業務能力，縮短列車折返時間；在行車組織方面，提高突發行車事件應急處置能力，多交路套跑等。列車間隔越小，能承擔的客流量越大。

3.2 運力精準投放

為適應客流時間、空間分布的不均衡問題，在準確把握客流分布規律的前提下，需要精準投放運力，將有限的運力投放到最需要的時段和路段，同時減少出行需求較小時段和路段的運力浪費，目前采取的措施主要有調整全天運行間隔，高峰與平峰運行間隔差異化，上下行行車間隔差異化等。少部分線路采取多交路套跑、大站快車、雙向不平衡運行等措施，解決同一條線路上各個路段客流不均衡的問題。

如圖4所示，在大交路的基礎上，在客流較大、運力嚴重不滿足需求的區段增加列車運行交路，通過交路組合的方式，將運力精準投放到大客流區段，與單一列車交路相比，既能滿足大客流區段乘客乘車需求，又能有效避免小客流路段的運力浪費。

圖4 列車運行交路示意圖

3.3 打破運行界限

網絡化運營條件下，多條地鐵線路互聯互通，但每條線路設置獨立的車輛段或停車場，每日運營結束后，列車返回各自的車輛段，次日運營開始前又空駛至起始車站，由此大幅增加了列車空駛距離，造成運力和能源浪費。為此，各條線路之間如能打破運營界限，實現車輛資源共享、車輛基地資源共享，相互連接的兩條線路貫通運營，列車就可以在完成當日運營任務后就近返回車輛基地，縮短列車無效運行里程數，同時，減少乘客被動換乘，在一定程度上降低換乘風險，提高運營效率。當前已有相關實踐案例：北京地鐵1號線與八通線高峰客流交互量高達80%，貫通運營具有較好的直達性，通過對通信、供電、信號設備進行互聯互通改造后，實現貫通運行，減少被動換乘[6]；北京地鐵房山線與9號線通過郭公莊站相連，在郭公莊站同站臺換乘，但由于早高峰時段由房山線換乘至9號線的客流較大，占比達60%，因而部分列車采取跨線運行措施，乘客可由閻村東站直達國家圖書館站，省去換乘步驟，節約換乘和通勤時間，提高出行效率[7]。

3.4 提高應急能力

網絡化運營條件下，突發事件影響的線路范圍更廣，受影響的乘客數量更多。故障持續時間越長，造成的損失越大。因此，為應對突發客流、設備故障等運營事件，除日常培訓外，還應著重提高工作人員應急處置能力，加強綜合應急預案、專項應急預案、現場處置方案、信息上報等理論培訓，同時，加強運營控制中心、乘務、站務、設備設施等部門的協同演練，對于演練過程中發現的問題，及時總結，提出解決方案，完善預案。通過培訓和演練，使員工具備突發事件處置能力，在發生突發事件時，能夠及時、有效地采取措施，協調聯動，恢復運營，減少損失。

（下轉第4頁）

（上接第11頁）

3.5 提高服務質量

為應對運營商和管理者管理理念導致的各線路服務水平差異問題，除加強車站、線路間溝通外，還應注重自身服務質量的提高，通過日常培訓、考試等方式，熟悉相關政策，提高業務能力；推進軌道交通智能化發展，實現各線路資源共享，實現乘客信息系統（PIS）、廣播（PA）、售檢票（AFC）等服務的統一標準。

4 結語

客運壓力大、客流分布不均衡、突發事件易發等是軌道交通固有特征，網絡化運營使這些特征及影響力更加明顯。城市軌道交通網絡化運營是城市發展的必然結果，針對地鐵網絡化運營過程出現的問題和需要改進的方面，需要采取相應的優化措施，主要分為兩個大方向，即行車組織優化和客運組織優化。行車組織優化包含地鐵貫通運營、運營交路多樣化、列車間隔調整等，客運組織優化主要從人員培訓方面著手，提高突發事件應急處置能力和服務質量。通過以上優化策略，實現運力精準投放、減少列車空駛、減少運營中斷等目標，更好地做好網絡化運營工作。

參考文獻

[1]北京地鐵發展歷程及最新規劃[DB/OL]. 2023-3-12/

2024-1-24.

[2]中國城市軌道交通協會. 《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》發布三周年系列調研簡報（三）：智能運輸組織更科學、更高效、更經濟[J]. 城市軌道交通， 2023

（6）： 13-14.

[3]黃攀. 城市軌道交通網絡化運營帶來的問題及應對措施[J]. 城市軌道交通研究， 2023（6）： 247-250.

[4]何霖， 方思源， 梁強升. 城市軌道交通網絡化運營的挑戰與對策[J]. 都市快軌交通， 2015（2）： 1-5.

[5]黃烜翔. 城市軌道交通網絡化運營管理和組織研究[J]. 現代商貿工業， 2023（1）： 263-265.

[6]好消息！北京地鐵1號線、八通線今起貫通運營[DB/OL]. 2021-8-29/2024-1-24.

[7]地鐵9號線房山線實現跨線運營[DB/OL]. 2023-1-19/2024-1-24.