莫斯科地鐵的特點及對我國地鐵的啟示

王多龍 李得偉

(北京交通大學(xué)交通運輸學(xué)院 北京 100044)

1 莫斯科地鐵概況

莫斯科地鐵全稱為“列寧莫斯科市地鐵系統(tǒng)”，開通運營于1935年，是世界上承擔(dān)客流量最大的地下軌道交通系統(tǒng)。莫斯科地鐵還被公認為是世界上最漂亮的地鐵，享有“地下藝術(shù)殿堂”的美譽。

目前，莫斯科地鐵共有13條線路(包括單軌線路)，按照開通年限順序編號為1～13號線(5號線為環(huán)線)，分別用不同的顏色表示，見圖1。其中，L1布托夫斯卡婭輕軌線為規(guī)劃中外環(huán)線的一段，M1為單軌線，其他均為地鐵線路。

莫斯科地鐵被公認為是目前世界上最為完善、使用效率較高的地鐵，因此其設(shè)計、運營必然有其獨到之處。下面分別從地鐵設(shè)計、運營兩個方面論述莫斯科地鐵的特點，最后總結(jié)莫斯科地鐵值得我國城市軌道交通建設(shè)思考和學(xué)習(xí)的方面。

2 地鐵設(shè)計特點

2.1 線路設(shè)計

2.1.1 深隧道

圖1 莫斯科地鐵線網(wǎng)

莫斯科地鐵設(shè)計考慮到戰(zhàn)時防護問題，大部分線路都是深隧道設(shè)計，在距地面縱深50 m以下，基本采用盾構(gòu)法施工。例如:3號線(藍線)park pobedy站是莫斯科地鐵最深最大的車站，距地面84 m，乘客可乘長達126 m的自動扶梯進出車站，大約需要3.5 min。由于車站距地面高差較大，莫斯科地鐵站基本上都采用自動扶梯，通常設(shè)有3部扶梯，中間扶梯為應(yīng)急扶梯(備用)，兩側(cè)扶梯分為上下兩個方向，方便乘客進出車站(見圖2)。莫斯科地鐵扶梯的傾角比我國自動扶梯的傾角要大，一般呈40°角傾斜，且速度為0.7 ～ 1.0 m/s，比我國扶梯速度快。

圖2 莫斯科車站隧道扶梯

2.1.2 線網(wǎng)規(guī)模

截至目前，莫斯科地鐵擁有全世界排名第4的線網(wǎng)規(guī)模，主要采用地下敷設(shè)方式(部分郊區(qū)線為地面線)，開通運營線路總長為306.2 km，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈“環(huán)+放射形”。13條線路共有61個兩線交會點，車站185個，換乘站26個。其中，兩線換乘站19個，三線換乘站6個，四線換乘站1個。線網(wǎng)中最長線路為43.7 km(Arbatsko-Pokrovskaya線)，最短線路為3.3 km(Kakhovskaya線)，平均線路長度為23.6 km，如表1所示。地鐵線路以市中心克里姆林宮為中心向四面八方輻射，連接市中心和郊區(qū)的居民住宅區(qū)、景點和購物廣場，并與鐵路客運站(共計9個而地鐵網(wǎng)絡(luò)連接其中7個)相連通，在市中心區(qū)域500 m范圍內(nèi)均有地鐵車站。整個網(wǎng)絡(luò)不僅布局合理，而且覆蓋了整個莫斯科市區(qū)和郊區(qū)，具有很強的可達性。

表1 莫斯科地鐵線網(wǎng)

2.2 車站設(shè)計

2.2.1 站臺設(shè)計

由于莫斯科地鐵車站深埋居多，因此車站隧道斷面一般采用單拱、三拱立柱或拱塔柱3種形式，并設(shè)置島式站臺，見圖3。莫斯科地鐵站臺一般按照車輛編組要求設(shè)計，長度為180 m左右，最長站臺(Vorobiovy Gory)為282 m，寬度為10～14 m，淺埋車站為8～10 m，站臺面至站頂?shù)母叨葹? m。

由于部分車站站臺設(shè)計長度要比列車編組長，因此對乘客候車、乘車都有一定的影響，但卻為車站面對大客流時增加列車編組、提高運輸能力創(chuàng)造了良好的條件。

圖3 莫斯科地鐵站臺

2.2.2 換乘設(shè)計

從莫斯科地鐵線網(wǎng)圖可以看出，每條地鐵線路至少與4條或以上的線路相交(除M1線)，而且交點基本都在環(huán)線以內(nèi)。其中，比較特殊的是5號環(huán)線與其他線路都有相交，而且至少相交1次，且每個車站都是換乘站。乘客在任何一個莫斯科地鐵車站，都可以通過不超過2次的換乘，到達12條線路上的任一車站。為此，莫斯科地鐵在換乘方面充分考慮乘客方便，在換乘站大多采用“三角型”或“平行”的換乘方式，乘客換乘走行距離不超過100 m，十分方便、快捷。

在換乘站設(shè)計上，莫斯科地鐵力求最大限度地減少換乘車站縱橫向之間的距離，兩線換乘主要采取平行換乘方式，站臺一般為島式站臺，見圖4。這種換乘方式十分方便，乘客下車后穿過站臺經(jīng)過換乘通道，花費30～50 s即可完成換乘。三線相交換乘呈三角形布置，見圖5;不同高度上的三線換乘呈扇形布置，見圖6;不同高度上四線換乘，如圖7所示。從以上換乘方式可以看出，莫斯科地鐵是在站臺上經(jīng)過換乘通道或自動扶梯就可以完成換乘。若站臺高差較大，主要以換乘通道方式連接兩個車站站臺;相反，當(dāng)高差較小時，主要采取自動扶梯將兩個站臺相連。這樣做，可減少乘客換乘的走行距離，不僅節(jié)省換乘時間，而且還減少乘客換乘時的體力消耗。

圖4 平行換乘方式

圖5 三線換乘方式

圖6 不同高度的三線換乘

圖7 不同高度的四線換乘

2.2.3 建筑風(fēng)格

莫斯科地鐵車站的建筑理念，是使乘客在地下出行不僅舒適還要愜意、愉快。不應(yīng)使乘客在地下產(chǎn)生壓抑的心情，車站的燈光亮度要適中，要有開闊良好的視野，從感官上降低乘客的壓抑感。設(shè)計者力爭每個車站都有各自的風(fēng)格，并帶有俄羅斯的民族文化氣息，使乘客在車廂內(nèi)看到車站的外觀就知道自己到達的車站。

在前蘇聯(lián)時期，莫斯科地鐵經(jīng)過建筑師和藝術(shù)家的巧妙設(shè)計，以不同歷史時期的事件或人物為主題，采用不同顏色的大理石、花崗巖、陶瓷和彩色玻璃，刻畫出各種壁畫和雕塑作品。從站頂?shù)秸九_，從壁畫到浮雕，構(gòu)思之巧妙，制作之精細，無不令人嘆為觀止。乘客置身其中，隨時可以感受到濃厚的藝術(shù)氣息，仿佛進入到藝術(shù)殿堂之中。

圖8 莫斯科地鐵站的壁畫

3 運營組織特點

3.1 客流特點

在莫斯科地鐵12條線路上，每天共計有9829輛列車運營，日平均客流1000萬人次，年客運量大約35億人次。地鐵客運量占莫斯科全部交通方式總客運量的56%，是城市重要的交通方式。莫斯科地鐵工作日客流量較為平穩(wěn)且較大，而周末客流量卻較小，如圖9所示。若遇重大節(jié)日(新年、復(fù)活節(jié)、圣誕節(jié)等)時，客流量會有大幅增長。

圖9 莫斯科地鐵一周客流量對比

3.2 列車運行

莫斯科地鐵共有11種列車類型，具體如表2所示。每節(jié)車廂長18.1 m，寬2.712 m，凈重35.1 噸，設(shè)有42個座椅和228個站位。列車設(shè)計速度120 km/h，列車運行速度最高可以達到90 km/h，平均運行速度為41.62 km/h，最大加速度1.3 m/s2，減速度 1.1 m/s2。列車編組一般為6～8節(jié)，目前只有4條線路(2、6、7、9號線)的列車為8節(jié)編組，而1、3、8、10號線列車為7節(jié)編組，4、5、11號線為6節(jié)編組(見圖10)。

表2 地鐵列車類型

圖10 莫斯科地鐵列車

莫斯科地鐵運營時間從早晨5∶00開始，直至次日凌晨1∶00結(jié)束，全天運營20 h;列車運行頻率高居世界榜首，每小時40對，最小發(fā)車間隔可以達到89 s，全天列車之間的平均間隔為2.5 min，午夜后發(fā)車間隔調(diào)整為10 min。此外，莫斯科地鐵為應(yīng)對重大節(jié)日客流需求，運營時間往往會延長到凌晨2∶00或2∶30。

列車分為自動駕駛(ATO)和人工駕駛兩種形式。在正常情況下，車輛為自動駕駛;當(dāng)有緊急情況發(fā)生時，列車會由自動駕駛改為人工駕駛。

莫斯科地鐵的自動化程度很高，可以很好地保證地鐵的安全運營，如采用自動感應(yīng)、自動控動(ATC)、自動供電、自動駕駛、自動制動、自動保護(ATP)、半自動通信(司機、乘客可以與中央控制中心直接對話)等系統(tǒng)。自動感應(yīng)系統(tǒng)對線路上的信號及列車進行感應(yīng)，當(dāng)列車感應(yīng)到線路上的信號為綠燈時，自動控制與自動駕駛系統(tǒng)會讓列車以90 km/h行駛，綠黃燈時控制為75 km/h，黃燈時控制為60 km/h，黃紅燈時為40 km/h，紅燈時自動系統(tǒng)開始工作。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，司機可以通過半自動通信系統(tǒng)，向中央控制中心報告，及時采取相關(guān)措施，改自動駕駛為人工駕駛，進而保證地鐵的安全運行。

3.3 票務(wù)管理

莫斯科地鐵的票種十分豐富，分為磁卡次票(按次數(shù)計費包括 1、2、5、10、20、60 次)、學(xué)生票、智能卡式月票、無接觸智能卡票(有效期為30、90、365天)、社會特殊票和郊區(qū)特殊票等(見圖11)，票價如表3所示。當(dāng)然，地鐵票價都是根據(jù)莫斯科市民的平均生活水平而制定的，單程票價相比我國票價明顯高出很多。

圖11 莫斯科地鐵車票

表3 莫斯科地鐵票類及票價

隨著地鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，客流量日益增加，乘客對車票種類的需求也隨之增加，莫斯科地鐵又相繼推出無現(xiàn)金收費系統(tǒng)和手機消費系統(tǒng)。無現(xiàn)金收費系統(tǒng)是通過對銀行卡嵌入特殊芯片，乘客無須購票或充值，直接刷卡進站，而后由莫斯科地鐵定期從乘客賬戶中劃出相應(yīng)的費用;手機消費系統(tǒng)是莫斯科地鐵在2010年底又一種新型車票，乘客可以通過手機刷卡通過檢票閘機，減少了閘機處的擁擠現(xiàn)象，極大地縮短了乘客進站時間。乘客只需要在售票處或手機特殊清單中安裝一套系統(tǒng)，就可以把手機當(dāng)車票用。除此之外，莫斯科地鐵還發(fā)行超輕型車票，這種車票具有很高的防偽功能，可以在10 cm距離左右被閘機所感應(yīng)，使閘機自動開啟，提高了行人通過閘機的效率。

3.4 安全管理

莫斯科地鐵的公共安全由3個公司(地鐵公司、地鐵警察局、Shchit-Garant保安公司)共同負責(zé)，3家公司歸莫斯科地鐵公司統(tǒng)一管理。莫斯科地鐵公司在車站、列車、隧道都設(shè)置了閉路監(jiān)視系統(tǒng)、火災(zāi)檢測系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都與中央控制中心相連接(見圖12)。2009年，中央控制中心共接受到了47.2萬件報告，其中緊急事件占1.5萬件、詢問占34萬件、無效報告占11萬件。

圖12 莫斯科地鐵中央控制中心

莫斯科地鐵不允許攜帶具有傷害性的物品，如手槍、水果刀等。同時，沒有寵物籠或者寵物袋的動物也是不允許帶上地鐵。乘客每個人可以攜帶不超過30 kg的行李，如滑雪板、溜冰鞋、兒童自行車、樂器、嬰兒車等，超出這個范圍需要額外付費。另外，在地鐵上也不允許喝酒、吸煙、吃零食、扔雜物等行為，以免丟棄的垃圾危害列車及相關(guān)設(shè)備的正常運行。

3.5 折返技術(shù)

莫斯科地鐵的折返主要以盡頭式站后折返為主(見圖13)，并且為線路繼續(xù)延伸做出預(yù)留，當(dāng)線路延伸后折返線變?yōu)橥＼嚲€，為列車折返和故障檢修提供條件，具有作業(yè)安全性高、快速恢復(fù)行車秩序等優(yōu)點。同時，可以保證較高的發(fā)車間隔和頻率。

圖13 盡頭式站后折返

為了組織運營、行駛車輛的儲放以及列車的回轉(zhuǎn)，在線路上每5～8 km設(shè)定一個折返線。另外，莫斯科地鐵基本上所有的折返線都是四線，也就是折返線上能并行容納4組列車。

3.6 管理方式

莫斯科地鐵控制采用分級管理方式，每條線路設(shè)置1座線路控制中心和1個中央控制管理中心，均設(shè)在莫斯科地鐵大廈內(nèi)部。中央控制管理中心設(shè)置了8個大屏幕，可以隨時調(diào)閱各條線路控制中心的視頻信息，包括車站大廳、閘機口、自動扶梯、站臺、換乘通道、列車、線路上的攝像頭攝錄的信息。在一般情況下，各條線路控制中心獨立運行;而在緊急情下，指揮權(quán)集中到中央控制中心。當(dāng)中央控制中心與線路控制中心失去作用時，在保證安全前提下，控制權(quán)轉(zhuǎn)移到車站級別自行控制。

4 值得思考和學(xué)習(xí)的方面

4.1 地鐵吸引客流的原因

莫斯科地鐵每天運送的客流量如此之大，與其列車高效的運行效率是分不開的。當(dāng)然，還有許多其他因素，主要分為以下幾個方面。

1)規(guī)劃超前，線網(wǎng)布局合理。莫斯科地鐵在規(guī)劃時，充分考慮線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與城市總體規(guī)劃、運輸規(guī)劃相協(xié)調(diào)的原則。合理設(shè)計線路的走向、長度和建設(shè)序列，車站等與城市布局相互協(xié)調(diào)、匹配。線網(wǎng)布局、密度科學(xué)適度，具有廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面和良好的通達性。乘客可以乘坐地鐵到達城市的任何地點，從而能夠有效地吸引客流。

2)城市公共交通政策確保了軌道交通客流。莫斯科把地鐵作為城市主要的公共交通工具，其他交通方式為輔。在莫斯科，公交車只承擔(dān)短距離的運輸，為地鐵做集散、中轉(zhuǎn)方面的銜接。不存在公交與地鐵在線路上長距離的重合現(xiàn)象，而且也是不允許的。

3)城市人口規(guī)模大，出行需求高。莫斯科是俄羅斯政治、經(jīng)濟、科學(xué)文化及交通中心，面積1081 km2，常住人口1151.4萬人，流動人口大約200萬～300萬人。如此大規(guī)模的人口數(shù)量，其生活中的出行需求必定較高，而在莫斯科地鐵又是居民出行的主要交通方式，因此地鐵的客流量可想而知。此外，由于莫斯科地鐵車站的建筑風(fēng)格和表現(xiàn)形式極具藝術(shù)特色，因此每天地鐵車站都吸引了大量的外地或外國游客來參觀。

4)換乘條件便捷。地鐵換乘站的站臺、位置、銜接都經(jīng)過精心設(shè)計，便捷的換乘設(shè)施方便乘客在不同線路之間進行換乘，為乘客出行營造了上佳的出行條件。

5)高效、準時及相關(guān)優(yōu)惠政策。莫斯科地鐵列車運行準點率是十分驚人的，可以達到99.98%。在交通日益擁擠的今天，只有地鐵能夠保持“準時無誤”，因此它是行人出行的首選交通工具。高效、準時性不僅可以節(jié)省乘客出行時間，而且也能夠緩解乘客出行時在心理上的壓力和體力上的消耗。在車票優(yōu)惠方面，地鐵不僅對退休者、殘疾人、軍人和議員實行免費，而且對學(xué)生實行半價優(yōu)惠，這基本上保證地鐵有充足的客流源。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，每天乘坐地鐵的客流中有1/3是免費，1/3是優(yōu)惠票，1/3是全價票。

4.2 地鐵高效運營的對策

莫斯科地鐵如此之高的運營效率，與其運營管理方面的相關(guān)措施以及相關(guān)設(shè)備、設(shè)施的技術(shù)手段是分不開的。因此，從這兩方面探討并研究莫斯科地鐵的運營效率問題。

4.2.1 注重地鐵職工的技能技術(shù)培訓(xùn)

莫斯科地鐵有專門的訓(xùn)練和培訓(xùn)中心，地鐵員工在此中心由專家講解和傳授一些地鐵專業(yè)知識，如地鐵相關(guān)軟件、信號、機車等方面的知識，并幫助員工鞏固和提高專業(yè)技能，提高運營管理水平。

在職工專業(yè)技能培訓(xùn)、考試方面，莫斯科地鐵有專門的考評機制和傳統(tǒng)。例如，莫斯科地鐵有專門的“最佳地鐵司機”和“最佳技術(shù)職工”等稱號，專門頒給在技術(shù)方面優(yōu)秀的員工。

為了培訓(xùn)地鐵調(diào)度人員，莫斯科地鐵構(gòu)建了列車調(diào)度模擬廳，調(diào)度人員借助于計算機仿真軟件，模擬各條線路上不同狀況下相應(yīng)的操作和指揮，然后通過評價體系對調(diào)度人員的操作進行分析和評價，并給出合理的建議。

在實際工作和培訓(xùn)中，地鐵的管工、司機、車站值班人員和技術(shù)人員、專家都展現(xiàn)出較高的專業(yè)技能和素質(zhì)，對高頻率的列車運行提供了安全保障。

4.2.2 提升車輛和設(shè)備的性能

為了實現(xiàn)高效的列車運行效率，莫斯科地鐵車輛有較高的性能指標(biāo)。例如，列車設(shè)計時速都較高，即使有線路設(shè)計及相關(guān)設(shè)施的限制，列車的最高時速也可達到90 km/h。此外，列車的啟動加速度和制動減速度都在1.2 m/s2左右，且線路道岔側(cè)向允許通過速度達到40 km/h，這為列車高密度、高速度運行營造了良好條件。

莫斯科地鐵的車輛維修、保養(yǎng)及清潔方面幾乎全部達到機械化程度，可以在短時間內(nèi)對列車進行檢測、維修、保養(yǎng)等方面的作業(yè)。同時，隧道線路配備有專門的清潔車，對軌道進行定時清掃，保持軌道清潔，從而保證列車的運行速度，減少列車的故障率。

地鐵各條線路都采用同類型的車輛、信號系統(tǒng)、供電模式，在運營設(shè)備上保持一致和相容，實現(xiàn)了技術(shù)資源和線網(wǎng)資源的共享。

4.2.3 做好地鐵的相關(guān)設(shè)計

莫斯科地鐵的高峰小時設(shè)計最大通過能力為44對/h，但綜合考慮實際運營中存在各種因素的限制，最后分析認為35～40對/h較為合理，此時莫斯科地鐵剛好達到這個運營標(biāo)準。而我國地鐵相對這個標(biāo)準，顯然有一定的距離。

線路設(shè)計方面，莫斯科地鐵線路的最大坡度為40‰，最小曲線半徑為300 m;軌距為1.524 m，平均站間距為1.8 km，這些都為莫斯科地鐵的高速運行提供了基礎(chǔ)條件。

5 結(jié)語

綜上所述，莫斯科地鐵在設(shè)計與運營上都有其特色之處，有很多方面值得我國學(xué)習(xí)和思考，希望其成功經(jīng)驗?zāi)軐窈笪覈罔F的設(shè)計和運營有所借鑒。

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