2010上海世博會期間8號線運輸組織方案優(yōu)化研究

江志彬 艾文偉 田益峰

(1.同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院,201804,上海;2.上海軌道交通運營管理中心,200070,上海;3.上海地鐵第二運營有限公司,200070,上?！蔚谝蛔髡?講師)

上海軌道交通8號線是上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)中溝通城市南北的重要線路,它溝通了浦江兩岸,串聯(lián)了南京路、淮海路、西藏路、四川北路等4大市級商業(yè)街,以及老西門區(qū)級商業(yè)中心和以人民廣場、世博會為代表的多個重要的大型客流集散點。8號線一期工程于2007年12月29日建成試運營,二期于2009年7月5日建成試運營。目前8號線線路全長37.5 km,投入運營車站28座。8號線是2010年上海世博會舉辦期間最重要的軌道交通線路之一。為此,必須充分分析8號線的客流特征,制定適合于世博會期間的運輸組織優(yōu)化方案。

1 線路現(xiàn)狀運能運量適應(yīng)性分析

軌道交通8號線自2007年年底開通以來,客流的增長速度十分迅速,一期開通初期就出現(xiàn)了高峰時段車廂擁擠、車輛超載率高、線路部分區(qū)段運能嚴(yán)重不足的現(xiàn)象;二期開通后,雖然行車間隔有所縮短,但因客流增幅明顯,線路能力緊張的局面并沒有得到緩解,某些工作日高峰最大斷面的滿載率達到了174%,超負荷運行情況非常嚴(yán)重。目前8號線是上海軌道交通運能最為緊張的線路之一。由于工作日客流特征復(fù)雜,運輸能力最為緊張,因此本文以2009年8月26日(周三)客流為例,對8號線工作日斷面客流特征進行詳細分析。8號線工作日全日分時斷面和空間斷面分布如圖1和圖2。

由圖1和圖2可得到8號線工作日客流特征為:

(1)早晚高峰特征非常明顯,早高峰客流具有明顯的向心特征,晚高峰客流具有明顯的離心特征。在早高峰時間段內(nèi),由北段至市中心(人民廣場站)的斷面客流非常大,過人民廣場站(1、2、8號線換乘站)后,斷面客流驟減(數(shù)量超過一半)。同樣,由南段至市中心過人民廣場站后,斷面客流減幅也非常明顯。在晚高峰時間段內(nèi),由人民廣場站往北段和南段的客流增幅非常大(北段尤為明顯)。

(2)早晚高峰特征不同。表現(xiàn)為晚高峰持續(xù)時間比早高峰長,但早極端高峰的數(shù)值遠大于晚極端高峰數(shù)值,上午上行最大斷面客流較下行要大,而下午及晚上下行最大斷面客流較上行大。

(3)上下行客流極度不均衡,尤其是早晚高峰期間的上下行客流不均衡程度尤為突出。早高峰上行斷面客流遠大于下行斷面客流,不均衡系數(shù)約為1.25;而晚高峰下行斷面客流要大于上行斷面客流,不均衡系數(shù)約為1.23。

目前8號線工作日計劃運行圖全線開行大小交路(大交路為市光路站——航天博物館站,小交路為市光路站——楊思站),早高峰共線段最小行車間隔為4 min 53 s,大小交路開行比例為1∶2;晚高峰共線段最小行車間隔為5 min 33 s,大小交路開行比例為1∶1。其運能運量匹配圖如圖3。

圖1 8號線工作日全天分時分方向斷面客流

圖2 8號線工作日斷面客流空間分布

圖3 8號線運能運量匹配圖(客流為工作日早高峰上行最大斷面)

由圖3可以看出,目前8號線工作日早高峰上行曲陽路站至人民廣場站區(qū)段的運輸能力不能滿足要求,尤其是中興路站至曲阜路站和曲阜路站至人民廣場站兩區(qū)間,滿載率都超過了140%;陸家浜路站以南區(qū)間斷面的能力較富裕,滿載率都小于50%。同理分析可以得到下行斷面運輸能力能滿足要求,最大滿載率約為88%,但人民廣場站以北的區(qū)間滿載率都小于50%。

2 世博會期間客運組織需求分析

世博會園區(qū)位于盧浦大橋和南浦大橋之間的濱水區(qū),橫跨黃浦江,展區(qū)分布在浦東和浦西。在世博會場館附近,可直接為世博會客流服務(wù)的軌道交通線路有4、6、7、8、13號線。世博會客流具有持續(xù)時間長、密集程度高、客流突發(fā)性大等特點,其運輸組織的難度很大。世博會期間8號線會存在以下幾個方面的問題:

(1)極端斷面客流量大,運輸能力緊張。據(jù)預(yù)測,世博會客流總規(guī)模約7 000萬人次,日均客流量40萬人次,一般高峰日客流量60萬人次,極端高峰日客流量80萬人次。游客進出世博會園區(qū)的交通方式構(gòu)成中,軌道交通方式約占50%。在服務(wù)世博會園區(qū)的線路中,8號線直接穿越世博園區(qū),在世博園范圍內(nèi)有3個車站,是游客到達或離開園區(qū)選擇的主要線路之一。目前8號線高峰時間段能力已經(jīng)遠不能滿足需求,而在世博會期間,斷面客流量(尤其是極端高峰斷面客流)較目前會有所增長,運能與運量的矛盾將更為突出。因此,8號線需要繼續(xù)增大運能,以滿足世博會高峰時段的客流需求。

(2)客流特征復(fù)雜,方向和區(qū)段上的客流不均衡程度大。世博會期間,受游客密集進出園區(qū)影響,上下行客流量的不均衡程度將會加大,早高峰客流主要流向為浦西至浦東,而晚高峰則相反。在同一方向上,不同區(qū)間的斷面客流量差別很大,主要表現(xiàn)為線路中間區(qū)段(黃興路站——成山路站)較其他區(qū)段斷面客流大。

(3)某些車站的客流疏散壓力和組織難度大。世博會游客入園或離去高峰時段,在8號線周家渡等站會產(chǎn)生較大的進出站客流,在人民廣場、西藏南路、陸家浜路、耀華路等換乘站會產(chǎn)生較大的換乘客流,從而增加了這些車站的疏散壓力和站內(nèi)客運組織的難度。

3 世博會期間8號線運輸組織方案優(yōu)化

為了滿足8號線世博會期間斷面客流量大、方向上和不同區(qū)段上客流不均衡等特征,需要做好8號線行車組織與客運組織的準(zhǔn)備工作,在既有的設(shè)備條件下,最大限度地提高線路的輸送能力。具體可采取以下幾個方面的措施。

3.1 提高開行密度與增大列車編組

在高峰時段,8號線可以通過提高開行密度與增大列車編組來提升運能。8號線基于無線通信的列車控制(CBTC)的信號制式,為提高列車開行密度提供了技術(shù)保障;隨著8號線7節(jié)編組列車的陸續(xù)到位,其運輸能力有望得到進一步提高。

3.2 開行大小交路方案列車

在高峰時段,8號線的斷面客流存在區(qū)段上的不均衡,斷面客流較小區(qū)段因車輛滿載率過低會引起運能閑置。為避免運能的浪費,可考慮開行大小交路的行車方案,在客流量較大的線路區(qū)段開行短交路,在滿足開行密度的同時提高車輛運用經(jīng)濟性,加快列車周轉(zhuǎn),減少運用車數(shù)。從8號線的線路條件和斷面特征來看,可以開行的大小交路方案如圖4和圖 5。

圖4 8號線大小交路方案一

圖5 8號線大小交路方案二

3.3 優(yōu)化車組使用方案

在世博會期間,8號線配備的車組數(shù)量為46列(28列為6節(jié)編組、18列為7節(jié)編組),最大上線車組數(shù)約為40列,每節(jié)車定員210人。從線路的能力計算分析,世博會期間8號線可以投入的運用車組數(shù)量是不夠的。為了充分發(fā)揮車組的運用效率,可以從以下方面優(yōu)化車組的使用方案:

(1)優(yōu)化車組運用方式。如果多交路列車存在共同折返站,可以考慮采用車組套跑的運用方式,車組套跑運用可以節(jié)省運用車組數(shù)量,同時也能提高車組運用效率與提高車組的折返能力。在每天車組的運用方案中,為了保證共線區(qū)段和高峰時段的能力,可以通過調(diào)整7節(jié)編組車組的出庫順序,盡量在小交路上和高峰時間段內(nèi)投入最多的7節(jié)編組列車。

(2)優(yōu)化車組修程。在世博會期間,受黃金周、節(jié)假日等影響,也會存在高峰與低峰日,可以通過優(yōu)化車組修程,保障在高峰日能投入更多的7節(jié)編組列車。

3.4 優(yōu)化列車運行圖

在一定的線路通過能力與車組運用數(shù)量條件下,可通過優(yōu)化列車運行圖來更好地滿足客流的需求,具體的措施有:

(1)大小交路方案條件下,改變大小交路列車的開行比例。在大小交路方案條件下,應(yīng)重點保障共線段的能力,可通過增加小交路的開行比例來提高共線段的輸送能力。

(2)在保證高峰時段開行密度的總體要求下,提高極端高峰時間段內(nèi)的列車開行密度。受車組數(shù)量限制,在整個高峰時間段內(nèi)提高列車開行密度是無法實現(xiàn)的,但是可以在極端高峰時間段內(nèi)(如某半個小時內(nèi))提高開行密度,并使高峰時間段的其他時間的列車開行密度稍微變低,這樣既不需要增加運用車組數(shù)量,又能保證極端高峰時間段的運輸能力(如圖6)。

圖6 極端高峰開行高密度列車的運行圖鋪畫方式

(3)上下行開行不均衡列車。由于8號線上下行客流不均衡系數(shù)大,在滿足某一方向的客流需求條件下,另一方向的能力利用率會較低。為充分提高車組運用效率與節(jié)省運營成本,可根據(jù)斷面客流特征鋪畫上下行不均衡的列車運行圖。開行不均衡列車需解決的一個最為重要的問題是車組存放。由于8號線兩端都有車輛段或車場,因此具備開行不均衡列車的條件。具體的操作方法為:在早高峰,從市光路站往航天博物館站方向密集開行,至航天博物館站結(jié)束運營后,讓部分列車回航天博物館站連接的車場。在晚高峰,將早高峰入庫的列車從航天博物館站密集開出,至市光路站后結(jié)束運營并回庫。運行圖方案如圖7所示。

圖7 8號線上下行不均衡列車運行圖(早高峰時間段)

在上述列車運行方案下,早高峰上行共線段行車間隔可以縮短至2 min 28 s,上行共線段輸送能力可達到30 240人次/h,總運用車組數(shù)量為40列;下行共線段平均行車間隔為3 min 18 s,下行共線段輸送能力可達到22 680人次/h。較開行均衡列車運行圖相比,此方案可節(jié)省139車·km。這樣的開行方案既能滿足客流需求,又能有效節(jié)省成本。

3.5 加強車站客運組織

在西藏南路、人民廣場等產(chǎn)生大客流的車站,需要通過一些措施對站內(nèi)客流進行組織,具體的措施有:

(1)加強信息引導(dǎo)。通往世博會的軌道交通線路還有4、6、7、13號線。如果8號線能力負荷過大,可加強信息引導(dǎo),讓乘客流盡量避開8號線的高峰區(qū)段。

(2)做好應(yīng)急預(yù)案。在8號線世博園周邊車站和一些重要的換乘站,需要做好應(yīng)對世博會大客流的應(yīng)急預(yù)案,充分預(yù)估客流的大小、流向,以及影響的范圍和相關(guān)的安全隱患,做好應(yīng)急條件下的詳細處置方法與流程。

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