城市轨道多交路运营组织技术

邱炫鹏

身份证号码：44052019730307xxxx

摘要：随着城市地铁线网覆盖区域的不断扩张，如市域快轨的这类长距离的城市轨道交通线路将成为线网中起着骨架作用的主要通道。这类线路具有线路长、站间距大、列车运行速度快、沿线断面客流量不均衡、客流断点明显等特点。从功能上看，既服务于中心城和市郊之间的长距离出行，又服务于中心城内的密集出行。在这类线路上，采用单一交路的行车组织方式，一方面难以有效地利用运输能力和列车车底，另一方面也难以保证各客流区段的合理列车开行间隔。从而，无法满足旅客的出行需要和服务水平。因此，采取合理、可行的列车交路能够充分利用城市轨道交通系统的资源、降低运输成本，在不降低服务水平的前提下提高运输能力和车辆的运用效率。

关键词：城市轨道；多交路；运营组织

前言

多交路运营，是指针对较长线路在不同区段具有的不同客流特征，截取某站为客流断点，确定一个或若干个较短的交路，从而在全线开行两种或两种以上交路形式的列车。显然，多交路运营对于满足长线路的运输需求、提高服务水平和运营效益、有效利用运输能力具有十分明显的作用。一般而言，在穿行于城市中心区、边缘区与郊区的长线路上设置多交路，与城市空间布局存在相互适应的关系。如图1所示。

一、多交路运营组织特点

与全线采用单一线路相比，采用多交路运营组织方式，主要有如下特点。

（一）适应客流需求

根据客流特征设定交路组合，使长短交路分别对应客流量差异明显的郊区和X区段，这是多交路运营基本要求和目的，也是其最主要的特点。

（二）提高运营效率提高各个交路的列车装载率、加快短交路列车的周转，从而降低了运营成本，A了运营效率和收益。

（三）线路需要折返站等设施设备要求

无论是单向还是双向折返，都需要复杂的中间站折返作业，对折返站相关地面信号的设置要求较高。

（四）短交路的列车直达性差

长短交路结合的情况下，短交路的车流须在折返站清客，所有列车必须在站内或站外折返换端，列车作业时间较长。若采用全线由短交路衔接的组织方式，在折返站（换乘站）容易形成相对大客流，站台客流的压力较大。

二、多交路运营的方式

多交路运营的组织方式，主要有以下几种。

（一）按交路组合方式

多交路运营根据组合方式不同，基本可以分为嵌套交路和衔接交路两种。

1.嵌套交路

又称长短交路套跑、大小交路套跑。长短交路列车在线路的部分区段组合运行，长交路列车到达线路终点站后折返、短交路列车在指定的中间站单向折返。根据嵌套的短交路的折返位置，还可以进一步分为2种类型，如图2所示。

其中，嵌套交路（a）是最基本的多交路组织形式，法国巴黎RER-B线北段高峰时段的列车交路即采用了这种交路形式。嵌套交路往往出现于某个时段，如日本东京营团地铁丸之内线，在早高峰即采用了这种交路形，嵌套层数达到了3层（详见图4）。

采用嵌套交路可以提高各交路的列车装载率、加快短交路列车的周转。

2.衔接交路

衔接交路是若干长短交路的组合衔接（或交错）。列车只在线路的某一区段内运行、在指定的中间站折返。采用衔接交路可以灵活制定各交路的列车时刻表，从而提高各交路的列车装载率，并加快列车的周转。

根据衔接的交路是否同站折返，还可以进一步分为2种类型，如图3所示。同站衔接是长短交路在同一个车站衔接并折返，交错衔接是长短交路在一区段重叠设置，并在对方的交路内折返。

同站衔接的形式较为常见，法国巴黎RER-B线南段、北段的交路即采用了该形式，从而使南北段衔接为一个整体。

同站衔接对折返站的折返能力要求较高，同时，若同站衔接交路的中间折返站为断面客流出现明显落差的车站，则可能出现站台负荷过饱和的问题，此时适宜采用交错衔接交路，使不同列车交路的中间折返站错开设置。

（二）按交路是否同车辆段始发

交路的设置必须适应线路的车辆段、折返站设置情况。对于上述的四种多交路组织形式，有一个很明显的异同点，即短交路是否和长交路在同车辆段折返，即短交路是否起始于所在交路的车辆段。

1.同车辆段始发

显然嵌套交路（a）与同站衔接这两种多交路形式，均属于同车辆段始发。

2.不同车辆段始发

嵌套交路（（b）与交错衔接这两种多交路形式，均属于不同车辆段始发。

嵌套交路伪）的列车从车辆段牵出后，在短交路两端的折返站之间运行。交错衔接交路的列车，分别从线路两端的车辆段出发。这种多交路形式要求较长的线路两端均设有车辆段，其中一个规模较小，仅需配备停车和列检设施即可。如日本东京营团地铁有乐盯线，全长28.3km，配备了和光车辆段和新木场车辆段，其中前者仅为检修段，后者为Ck工厂（大、架修车辆段）。

日本东京营团地铁的4号线在高峰平峰采用了不同的交路形式，其中早高峰的交路是典型的不同车辆段始发的多交路形式。根据Ken（2008）对丸之内线列车开行方案的描述，该线高峰时段的列车交路如图4所示。

比较嵌套交路伪）与交错衔接交路在长短交路上直通和换乘上的比例。显然地，后者在双交路区间上的效果与前者相似，但消除了单双交路之间的换乘，即单双交路之间的通达性较好。

综上所述，根据短交路折返点的设置，可以分为单向折返和双向折返，进一步考虑折返站的站台设置，有单站台双向折返和双站台双向折返。一般地，从有利于列车开行方案的角度看，双站台双向折返优于单站台双向折返，双向折返优于单向折返。

三、多交路运营的适用条件------客流空间分布特征

符合客流的空间分布特征是列车交路适应性的基本依据。多交路运营组织只有在线路各区段断面客流分布不均衡程度较大时，才有必要研究设置。

一般而言，在线路断面客流分布为单向递减型时，可选用嵌套交路（a）或衔接交路（a）；在线路断面客流分布为先增后减型（凸型）时，可选用嵌套交路方案（b）或衔接交路（b）。

当然，线路各区段断面客流分布不均衡，仅仅是多交路运营组织的必要条件而非充分条件，同时还需分别从乘客服务水平和运营经济性两个主要方面，进一步确定交路组合方案的适用性。

下面以东京地铁3号线银座线为例，阐述交路设置与客流空间分布特征的关系。

银座线全长14.3km，全线位于东京都内，连接台东区的浅草站和涉谷区的涉谷站。从走向上看，银座线在东京都内南北贯穿中心城区后分别南端向西、北段向东延伸。从地理位置上看，线路可分为中心区段（涉谷一上野）和近郊区段（上野一浅草）。在中心区，银座线途径日本桥、银座、新桥、赤坂、青山、涉谷等商业街，客运需求大，2008年全线日均客运量107.3万人。

银座线早高峰的多交路运营组织形式，如图5所示。

根据线路客流统计数据，涉谷一上野段，平均高峰小时断面客流量超过2万人，其中赤坂见附一溜池山王区间的断面流量达到30682人；上野一浅草段，平均高峰小时断面流量为1.2-1.4万人。

相应地，早高峰时段，涉谷一上野区段开行短交路，发车间隔6min，高峰小时发车10对；全线开行长交路，平均发车间隔3min，高峰小时发车20对。从而，使短交路的高峰小时列车开行对数达到30对，平均追踪间隔2min，小时断面运输能力为18240人；上野一浅草段高峰小时列车开行对数达到20对，平均追踪间隔3min，小时断面运输能力为12160人。

银座线的运营数据表明，对于跨越市郊边缘区的长线路，全线断面客流分布不均衡，当高峰小时市区段断面客流超过2万人时，而郊区段的客流低于1.5万人时，可考虑在该段独立设置短交路，与全线的长交路结合运营。

短交路折返站的设置区段，通常位于城市边缘区。一般而言，该区域内的车站增设折返线的施工条件较为宽松，提高了运营组织的可控性。

结束语

多交路与单一交路相比，采用多交路运营组织能提高列车装载率、加快列车周转、减少运用车数，从而提高车辆运用经济性、降低运营成本。另一方面，采用短交路的线路，必须在相应中间站铺设折返线、道岔，安装信号设备、换乘设施，从而增加了建设投资和设备购置费用以及日常运营管理和维护费用。