深圳地鐵2號(hào)線行車交路設(shè)計(jì)探析

王敏遠(yuǎn) 曾茂炎 謝 偉

(1.深圳市地鐵有限公司 深圳 518026;2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 成都 610031)

1 大小交路運(yùn)行方案

地鐵交路設(shè)計(jì)是軌道交通線路設(shè)計(jì)中最基本也是最重要的部分，交路設(shè)計(jì)決定著全線的運(yùn)營服務(wù)水平，將在很大程度上影響整條線路的系統(tǒng)規(guī)模及投資，運(yùn)營成本及效率也直接與運(yùn)營交路有關(guān)。交路設(shè)計(jì)應(yīng)以對(duì)預(yù)測(cè)客流的分析為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮路段服務(wù)需求水平、配線分布、工程投資等。

在客流分布均衡、線路長度較短且沿線地區(qū)發(fā)展較為平衡的線路，宜采用單交路運(yùn)行模式;對(duì)于長度較長、客流分布不均衡、沿線地區(qū)發(fā)展水平差異大的線路，需要考慮多交路運(yùn)行方案，以提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)營成本。但是，交路過多時(shí)會(huì)增加運(yùn)營的難度，乘客選擇困難，不利于服務(wù)水平的提高。根據(jù)軌道交通設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，城市軌道線路多交路運(yùn)行時(shí)，一條線路交路數(shù)量不宜超過3個(gè)，一般宜采用兩交路運(yùn)行。

由于深圳屬于帶狀城市，其軌道交通干線均沿城市發(fā)展軸敷設(shè)，線路長度較長，對(duì)于線路的運(yùn)營方案的研究就顯得尤為重要。一般而言，多交路運(yùn)行方案主要有以下3種:

1)嵌套式交路。A、B兩交路均不覆蓋全線，以嵌套的形式運(yùn)營，二者嵌套的部分為全線服務(wù)水平要求最高的部分，如圖1(a)所示。

圖1 大小交路運(yùn)營的主要形式

2)重疊式交路。以一個(gè)大交路覆蓋全線運(yùn)營，在服務(wù)水平要求較高的部分開行小交路重疊覆蓋，如圖1(b)所示。

3)分叉式交路。在有支線的線路上，采用支線運(yùn)營方式，無支線線路不采用該形式，如圖1(c)所示。

從服務(wù)水平來看，重疊式交路可覆蓋全線的交路，更能發(fā)揮線路能力;從運(yùn)營操作的難易程度看，重疊式交路更容易在平峰和高峰之間過渡，因而操作相對(duì)容易。故大小交路運(yùn)行時(shí)，一般以重疊式交路為主。

2 深圳地鐵2號(hào)線工程概況

深圳地鐵2號(hào)線(以下簡稱2號(hào)線，見圖2)是連接深圳市南山、福田、羅湖三大片區(qū)的干線，沿深圳市東西發(fā)展主軸敷設(shè)，是目前規(guī)劃線路中唯一一條全部位于特區(qū)內(nèi)部的線路，其重要性不言而喻。2號(hào)線西起南山蛇口半島南段蛇口西，東至羅湖東部新秀村，全長約36 km，共設(shè)29座車站，全部為地下車站。全線分兩段進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，初期段從蛇口西站至世界之窗站，東延段從世界之窗站至新秀站，整個(gè)運(yùn)營組織(包括交路設(shè)計(jì))都以全線為單位統(tǒng)籌研究，2號(hào)線采用A型車6輛編組方案，最高運(yùn)行速度為80 km/h。

3 地鐵2號(hào)線交路設(shè)計(jì)研究

在交路設(shè)計(jì)中，初期交路設(shè)計(jì)將影響購車數(shù)量，對(duì)投資有較大影響;而遠(yuǎn)期交路是整個(gè)系統(tǒng)規(guī)模確定的依據(jù)，也是交路設(shè)計(jì)中最為重要的時(shí)期。鑒于篇幅原因，本文僅介紹2號(hào)線遠(yuǎn)期交路的設(shè)計(jì)。

圖2 深圳地鐵2號(hào)線運(yùn)營線路

3.1 客流預(yù)測(cè)結(jié)果及分析

客流預(yù)測(cè)是交路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，2號(hào)線客流預(yù)測(cè)主要指標(biāo)如表1所示。

表1 2號(hào)線客流預(yù)測(cè)主要指標(biāo)表

3.1.1 斷面客流

斷面客流是客流分析中最根本的因素，斷面客流的高低直接決定行車量的大小，其形狀也是決定交路覆蓋范圍的直接依據(jù)，因此斷面客流分析是整個(gè)客流運(yùn)用中的核心問題。

從2號(hào)線客流斷面(見圖3)來看，全線客流斷面呈現(xiàn)出不標(biāo)準(zhǔn)的梭型:在中部—東部(工業(yè)八路—黃貝嶺段)保持較高水平，在工業(yè)八路—黃貝嶺以外的區(qū)段斷面水平明顯下降;中部斷面呈現(xiàn)出輕微波動(dòng)狀，說明上下客流相對(duì)頻繁，且較均衡，遠(yuǎn)期最大斷面客流出現(xiàn)在香梅北站—景田站之間，達(dá)3.96萬人次/h。

從斷面客流分析來看，工業(yè)八路—黃貝嶺需要有較高的交路服務(wù)水平。

圖3 深圳地鐵2號(hào)線遠(yuǎn)期客流斷面

3.1.2 組團(tuán)客流需求

通過對(duì)組團(tuán)客流的分析，可以從宏觀上把握軌道線路不同區(qū)段的服務(wù)水平，在整個(gè)交路設(shè)計(jì)中可起到輔助決策的作用。

結(jié)合深圳行政區(qū)域的劃分及客流的主要特征，將2號(hào)線全線劃分為5個(gè)主要的組團(tuán):蛇口組團(tuán)(5站)、南山中心組團(tuán)(7站)、中部組團(tuán)(6站)、福田中心組團(tuán)(7站)、羅湖中心組團(tuán)(4站)。

遠(yuǎn)期各組團(tuán)之間全日客流如圖4所示。

圖4 深圳地鐵2號(hào)線遠(yuǎn)期組團(tuán)客流

1)組團(tuán)內(nèi)部交換量。從絕對(duì)交換量來看，福田中心組團(tuán)＞南山組團(tuán)＞羅湖組團(tuán)＞蛇口組團(tuán)＞中部組團(tuán)(以遠(yuǎn)期為準(zhǔn))。福田中心組團(tuán)(7站)車站上下頻繁內(nèi)部交換客流最大，達(dá)20.47萬人次/d，大于其他任何組團(tuán)內(nèi)部或組團(tuán)之間的客流量;其次是南山組團(tuán)(7站)，達(dá)到14.1萬人次/d;羅湖組團(tuán)內(nèi)部交換量也較大，超過10萬人次/d;其他2個(gè)組團(tuán)內(nèi)部交換量均較小(與福田、南山、羅湖組團(tuán)存在量級(jí)上的差別)。

由于各組團(tuán)間車站個(gè)數(shù)不一致，從絕對(duì)數(shù)量來看不能完全體現(xiàn)組團(tuán)客流的頻繁程度，故考慮用組團(tuán)內(nèi)部交換絕對(duì)量/組團(tuán)車站個(gè)數(shù)來衡量組團(tuán)車站的繁忙程度，即福田組團(tuán)(29 254人次/站)＞羅湖組團(tuán)(27 176人次/站)＞南山組團(tuán)(20 177人次/站)＞蛇口組團(tuán)(6 880人次/站)＞中部組團(tuán)(4 914人次/站)。由此可見，福田、羅湖、南山組團(tuán)車站上下客流頻繁，運(yùn)營組織設(shè)計(jì)時(shí)需保證這些重點(diǎn)組團(tuán)的服務(wù)水平。

2)組團(tuán)間交換量。從組團(tuán)之間的交換絕對(duì)量來看，福田中心組團(tuán)、羅湖與南山中心組團(tuán)與其他組團(tuán)的交換客流較大;從交換客流所占比例來看，中部組團(tuán)主要以與其他組團(tuán)的交換客流為主要客流。各組團(tuán)與相鄰組團(tuán)間均存在較大的交換客流，遠(yuǎn)期各相鄰組團(tuán)之間的交換客流均超過11萬人次/d(由此可說明2號(hào)線全線平均運(yùn)距應(yīng)不會(huì)太長)。尤其值得注意的是，組團(tuán)間最大交換量出現(xiàn)在羅湖與福田之間(盡管羅湖只有4座車站)，遠(yuǎn)期超過20萬人次/d，因此運(yùn)輸組織設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮羅湖、福田組團(tuán)的服務(wù)水平。

3.2 交路設(shè)置

3.2.1 交路模式的選擇

隨著客流的增長，2號(hào)線近期客流斷面分布已具有較明顯的不均衡性，故考慮以后采用大小交路套跑模式以提高運(yùn)輸效率，控制運(yùn)營成本，小交路的設(shè)置范圍應(yīng)該綜合考慮客流需求及土建成本等多方面因素。

從交路模式選擇來看，2號(hào)線東部為深圳市商貿(mào)、政治核心區(qū)域，2號(hào)線的一大功能定位就是加強(qiáng)核心區(qū)域?qū)χ苓叺妮椛渥饔?，需要有連接中心區(qū)與周邊組團(tuán)的交路服務(wù)，因而不適宜采用“嵌套式交路”，宜采用“重疊式交路”模式運(yùn)營。

3.2.2 小交路范圍的選擇

從客流斷面來看，線路西段過工業(yè)八路站之后客流有明顯回落，線路東段過黃貝嶺站后客流明顯回落。最符合客流斷面的交路是:工業(yè)八路—黃貝嶺站之間開行小交路，全線開行大交路，但兩端折返站的選擇還應(yīng)考慮其他因素。

1)西端小交路選擇。因西端客流斷面在過工業(yè)八路站后明顯回落，理論上折返點(diǎn)應(yīng)考慮設(shè)置在工業(yè)八路站最為合適，但2號(hào)線在停車場與招商?hào)|路站接軌，而招商?hào)|路站與工業(yè)八路站僅相距約800 m，若在工業(yè)八路設(shè)置折返線，在招商?hào)|路站設(shè)置出入段線必將增加土建工程投資，配線分布不合理。因此，西端小交路折返點(diǎn)應(yīng)移至招商?hào)|路站，結(jié)合出入段線的布置，有利于工程投資，對(duì)將來收發(fā)車作業(yè)安排也較為有利。故西端小交路折返點(diǎn)選擇在招商?hào)|路站。

2)東端小交路折返站的選擇。東端小交路理論折返點(diǎn)可選擇在黃貝嶺站，但黃貝嶺站為2、5號(hào)線的換乘站、5號(hào)線的終點(diǎn)站和折返站;為保證2、5號(hào)線可實(shí)現(xiàn)平行換乘，該站設(shè)置為“雙島式”方案，5號(hào)線由于需要折返置于中間，2號(hào)線置于兩側(cè)，故不能提供折返條件;黃貝嶺站下一站已經(jīng)是終點(diǎn)站，兩相鄰站設(shè)置折返已無太多實(shí)際意義;根據(jù)組團(tuán)客流的分析，羅湖組團(tuán)車站上下車頻率高，處于全線的高位水平，且羅湖是深圳市兩大傳統(tǒng)的中心區(qū)之一，不宜采用低服務(wù)水平的交路模式。

故東端小交路折返點(diǎn)選擇在終點(diǎn)站新秀站。推薦開行從蛇口至新秀的大交路，從招商?hào)|路至新秀的小交路方案，大小交路開行比例1∶1，遠(yuǎn)期高峰小時(shí)各開行15對(duì)/h，見圖5。

圖5 遠(yuǎn)期推薦交路

3.2.3 推薦交路服務(wù)水平檢驗(yàn)

1)滿足斷面客流需求。小交路開行范圍為招商?hào)|路站至新秀站，覆蓋了超過1/2客流斷面的所有區(qū)域。

2)滿足組團(tuán)客流需求。小交路覆蓋范圍包括南山、福田和羅湖，全部覆蓋了內(nèi)部交換客流較大的組團(tuán)，且對(duì)于組團(tuán)間交換量較大的客流進(jìn)行了有效連接。

3)擁擠程度統(tǒng)計(jì)。根據(jù)推薦的交路模式，對(duì)線路遠(yuǎn)期晚高峰各區(qū)間的擁擠程度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在客流大方向僅有一個(gè)區(qū)間擁擠程度超過4人/m2，約60%區(qū)間站立密度在3～4人/m2之間，其余區(qū)間站立密度均小于3人/m2，本線具有良好的舒適度，見圖6。

3.2.4 備選交路設(shè)計(jì)

由于客流預(yù)測(cè)本身具有眾多的不確定性，以客流為基本依據(jù)的交路設(shè)計(jì)也就存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，為應(yīng)對(duì)不確定性，根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了“備選交路”的設(shè)計(jì)理念，務(wù)求在確定的設(shè)計(jì)系統(tǒng)及土建規(guī)模下，盡可能地保證實(shí)際運(yùn)營交路的靈活性。提倡在今后的軌道交通設(shè)計(jì)中重視交路的靈活性，使設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)營結(jié)合得更加緊密。

在實(shí)際運(yùn)營中，根據(jù)2號(hào)線客流分布特征，可按以下方式靈活組織列車運(yùn)營交路方案，如圖7所示。

1)全線一個(gè)大交路運(yùn)行。運(yùn)用車增加4列，若遠(yuǎn)期組織一個(gè)交路方案，則考慮將備用車用于運(yùn)營。

2)招商?hào)|路站至福田站小交路方案。運(yùn)用車減少9列，運(yùn)營公司根據(jù)實(shí)際列車需求購置車輛，并對(duì)遠(yuǎn)期車輛段的擴(kuò)建做及時(shí)調(diào)整。

3)蛇口西至福田站小交路方案。運(yùn)用車減少5列，運(yùn)營公司根據(jù)實(shí)際列車需求購置車輛，并對(duì)遠(yuǎn)期車輛段的擴(kuò)建做及時(shí)調(diào)整。

4 結(jié)語

在2號(hào)線交路設(shè)計(jì)過程中，首先對(duì)客流進(jìn)行了詳細(xì)分析，了解客流需求是交路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，再結(jié)合工程條件、區(qū)段服務(wù)水平的需求，設(shè)計(jì)出合理的交路方案，并對(duì)交路方案進(jìn)行檢驗(yàn)，確保交路的服務(wù)水平滿足客流需求。

圖6 深圳2號(hào)線遠(yuǎn)期高峰小時(shí)區(qū)間擁擠度

圖7 備選交路

目前，上海軌道交通1號(hào)線已率先在國內(nèi)采用了大小交路的運(yùn)營模式。該方案實(shí)施2年以來，運(yùn)營企業(yè)在行車組織、客流組織等方面積極探索，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。相信在深圳市地鐵公司的高效管理和有序組織下，深圳地鐵2號(hào)線的運(yùn)營模式必將取得成功!

［1］李素瑩，陳光華，車永兵.上海軌道交通1號(hào)線開行大小交路運(yùn)行方案的實(shí)踐［J］.城市軌道交通研究，2007(1):50.

［2］徐瑞華，李俠，陳菁菁.市域快速軌道交通線路列車運(yùn)行交路研究［J］.城市軌道交通研究，2006(5):36.

［3］王粉線，邊曉春.上海軌道交通市域線列車運(yùn)行支路及相關(guān)問題研究［J］.城市軌道交通研究，2006(6):34-36.

［4］方蕾，龐志顯.城市軌道交通客流及行車組織分析［J］.城市軌道交通研究，2004(5):42.