杭州地鐵1號(hào)線Y形線路運(yùn)營(yíng)相關(guān)問(wèn)題研究

李馳宇，張莉

（1. 中鐵二院華東勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310004；2. 杭州市地鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310020）

0 引言

地鐵線路在形態(tài)上多呈現(xiàn)為一字形、環(huán)形和Y形，不同形態(tài)線路在線網(wǎng)中承擔(dān)著不同的功能。地鐵Y形線路可將2個(gè)不同方向的客流匯入主線，是不同線路間列車共線運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。目前我國(guó)地鐵Y形線路相對(duì)較少，通過(guò)對(duì)杭州地鐵1號(hào)線Y形線路運(yùn)營(yíng)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，為我國(guó)同類項(xiàng)目提供參考，為Y形線路規(guī)劃提供工程借鑒。站分岔，一條向東到下沙副城，一條向北到臨平副城，下沙段為九堡東站—16號(hào)路站，臨平段為九堡東站—城北工業(yè)區(qū)站[1]。

1 杭州地鐵1號(hào)線概況

杭州地鐵1號(hào)線貫穿城市中心區(qū)，南起錢塘江南的湘湖站，經(jīng)位于濱江區(qū)的濱江站，下穿錢塘江后經(jīng)主城區(qū)，北至臨平副城北工業(yè)園區(qū)站，東通下沙副城的16號(hào)路站，是根據(jù)城市形態(tài)特征形成的“南—北—東—東/北”的Y狀半環(huán)形骨干線。

規(guī)劃杭州地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)61.39 km，其中南端湘湖站—下沙16號(hào)路站長(zhǎng)約41.00 km，湘湖站—臨平城北工業(yè)區(qū)站長(zhǎng)約48.30 km。從構(gòu)筑大都市的戰(zhàn)略角度，1號(hào)線將主城與規(guī)劃的三大副城（下沙副城、臨平副城、江南副城）進(jìn)行連通（見(jiàn)圖1），線路在九堡東

圖1 杭州地鐵1號(hào)線走向示意圖

2 客流特征及列車交路設(shè)置

2.1 客流特征

2.1.1 客流規(guī)模[1]

杭州地鐵1號(hào)線初期客流規(guī)模較大，2013年早高峰客流達(dá)到9.97萬(wàn)人次/h，預(yù)計(jì)2035年將達(dá)28.45萬(wàn)人次/h，其中臨平段、下沙段單向最高斷面客流量均在1.00萬(wàn)人次/h以上（見(jiàn)表1），并將保持同步增長(zhǎng)，說(shuō)明杭州地鐵1號(hào)線充分發(fā)揮了加強(qiáng)主城與副城之間聯(lián)系的戰(zhàn)略作用。

2.1.2 岔線客流

早高峰小時(shí)臨平段與主城客流交換量初、近、遠(yuǎn)期分別為8 926、14 301和17 294人，略低于下沙段，遠(yuǎn)大于臨平段與下沙段之間的客流交換量（見(jiàn)表2）。遠(yuǎn)期，臨平段內(nèi)部發(fā)生量為40 900人，與主城的直通量為17 294人，高峰小時(shí)最大斷面客流為23 359人，至主城直通斷面客流為11 006人，通過(guò)斷面客流占高峰最大斷面客流的47%，臨平段有開(kāi)行小交路列車的需求（見(jiàn)表3）。

下沙段遠(yuǎn)期高峰小時(shí)內(nèi)部發(fā)生客流量為10 901人，與主城的直通量為19 357人，接近內(nèi)部客流量的2倍，說(shuō)明下沙段與主城的聯(lián)系十分緊密（見(jiàn)表3）。

從遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流預(yù)測(cè)量來(lái)看，杭州地鐵1號(hào)線臨平段與下沙段相比，內(nèi)部客流量較大，直通客流量相當(dāng)，說(shuō)明主城區(qū)與下沙段聯(lián)系較為緊密，與臨平段次之。

2.2 列車交路比選

2.2.1 比選原則

列車交路的設(shè)置首先應(yīng)滿足客流的需要，在此前提下，還應(yīng)考慮地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平和列車運(yùn)行管理的合理性和靈活性等多種因素[2]，如：

表1 地鐵1號(hào)線客流總體情況

（1）滿足各年限客流規(guī)模的需求；

（2）方便大多數(shù)人的出行需求，增加直達(dá)性；

（3）列車運(yùn)行管理的合理性和靈活性；

（4）交路設(shè)置的延續(xù)性和匹配性；

（5）列車配屬數(shù)量；

（6）系統(tǒng)運(yùn)輸效率；

（7）系統(tǒng)服務(wù)水平；

（8）折返線設(shè)置的工程條件。

2.2.2 交路類型

杭州地鐵1號(hào)線遠(yuǎn)期列車交路需研究確定的主要內(nèi)容有：岔線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)與岔線貫通運(yùn)營(yíng)比選，岔線開(kāi)行小交路的選擇[3]。根據(jù)比選的內(nèi)容，重點(diǎn)對(duì)以下4個(gè)交路方案進(jìn)行比較。

（1）方案A：岔線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)（見(jiàn)圖2）。1號(hào)線臨平段采用獨(dú)立交路運(yùn)營(yíng)（城北工業(yè)區(qū)—九堡東開(kāi)行單獨(dú)交路），車輛采用6輛編組形式，高峰小時(shí)開(kāi)行列車20對(duì)。城區(qū)段濱江—九堡東開(kāi)行小交路，高峰小時(shí)開(kāi)行列車10對(duì)；湘湖—16號(hào)路開(kāi)行大交路，高峰小時(shí)開(kāi)行列車20對(duì)。

表2 各區(qū)域間早高峰小時(shí)客流交換量 人

表3 遠(yuǎn)期客流特征 人

（2）方案B：岔線貫通運(yùn)營(yíng)（見(jiàn)圖3）。1號(hào)線臨平段與主城區(qū)段貫通運(yùn)營(yíng)，車輛采用6輛編組形式。遠(yuǎn)期高峰小時(shí)，下沙段開(kāi)行直通交路湘湖—16號(hào)路，開(kāi)行列車20對(duì)；臨平段開(kāi)行直通交路濱江—城北工業(yè)區(qū)，開(kāi)行列車10對(duì)；臨平段增開(kāi)小交路九堡東—城北工業(yè)區(qū)，開(kāi)行列車10對(duì)。

（3）方案C：不開(kāi)行小交路（見(jiàn)圖4）。全線開(kāi)行2個(gè)大交路：遠(yuǎn)期高峰小時(shí)，下沙段開(kāi)行直通交路湘湖—16號(hào)路，開(kāi)行列車17對(duì)；臨平段開(kāi)行直通交路濱江—城北工業(yè)區(qū)，開(kāi)行列車16對(duì)。遠(yuǎn)期高峰小時(shí)主城區(qū)段開(kāi)行列車33對(duì)。

（4）方案D：下沙段開(kāi)行小交路（見(jiàn)圖5）。下沙段高峰小時(shí)增開(kāi)九堡東—16號(hào)路小交路，交路長(zhǎng)度13.0 km，開(kāi)行列車10對(duì)；臨平段高峰小時(shí)開(kāi)行直通交路濱江—城北工業(yè)區(qū)，交路長(zhǎng)度42.4 km，開(kāi)行列車20對(duì)。

2.2.3 綜合比選

方案A和方案B的高峰小時(shí)運(yùn)力完全相同，主要區(qū)別在于其直通性。方案A增加了折返列車的數(shù)量，運(yùn)用車數(shù)量較方案B增加1列（6輛車）。方案B在平峰時(shí)期岔線直通主城，僅在高峰小時(shí)臨平段增開(kāi)折返小交路，其對(duì)主城—臨平的直通客流的服務(wù)水平遠(yuǎn)高于方案A。九堡東站處于區(qū)域中心，客流集散量較大，直通客流量也較大，若采用換乘方式，不僅給乘客帶來(lái)不便，還給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一定的管理難度。同時(shí)方案A九堡東站需實(shí)現(xiàn)雙向折返，工程實(shí)施難度較大，并在一定程度上增大了工程投資。方案C遠(yuǎn)期需開(kāi)行列車33對(duì)，運(yùn)營(yíng)難度較大。

在岔線客流特征分析中，詳細(xì)論述了臨平段、下沙段的客流特征，方案D的交路設(shè)置與客流特征是相悖的。

圖2 方案A交路示意圖

圖3 方案B交路示意圖

圖4 方案C交路示意圖

圖5 方案D交路示意圖

經(jīng)過(guò)比選，推薦采用方案B。岔線運(yùn)營(yíng)交路可同時(shí)兼顧臨平段、下沙段的向心客流，為乘客提供較高的服務(wù)水平，能夠從實(shí)際意義上實(shí)現(xiàn)1號(hào)線連通臨平副城、下沙副城和江南副城的戰(zhàn)略作用，并把“連通主城”提升為“直通主城”。

3 Y形線路岔線車站設(shè)置形式

交路選取后，重點(diǎn)是確定Y形線路岔線車站的設(shè)置形式。設(shè)置形式仍需對(duì)客流特征和客流需求進(jìn)行分析，以進(jìn)行合理的安排。根據(jù)高峰斷面客流，Y形線路有2種類型：

（1）“1+1≤2”型。即Y形線路的2條支線高峰斷面客流之和小于或接近于主線峰值，全線可采用2個(gè)貫通的長(zhǎng)交路滿足客流直通的要求。

（2）“1+1＞2”型。即Y形線路的2條支線高峰斷面客流之和遠(yuǎn)大于主線峰值，此時(shí)交路設(shè)置上不但要采用2個(gè)直通交路，同時(shí)應(yīng)選擇1條支線開(kāi)行折返交路，其節(jié)點(diǎn)不但要滿足直通，同時(shí)還要滿足折返功能。Y形線路岔線車站配線設(shè)置方案見(jiàn)圖6，4種配線設(shè)置方案都能滿足此類運(yùn)營(yíng)要求[4]。

目前我國(guó)城市發(fā)展較快，城市規(guī)劃也在不斷調(diào)整，客流遠(yuǎn)期變化較大，Y形線路節(jié)點(diǎn)的設(shè)置要有一定的長(zhǎng)遠(yuǎn)性和靈活性。圖6中的方案A不但具備了支線貫通運(yùn)營(yíng)和設(shè)置小交路折返運(yùn)營(yíng)的條件，而且通過(guò)線路設(shè)計(jì)，可預(yù)留支線遠(yuǎn)期拆分、單獨(dú)運(yùn)營(yíng)的條件。

杭州地鐵1號(hào)線Y形線路運(yùn)營(yíng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置于九堡東站，根據(jù)前面的客流分析，1號(hào)線遠(yuǎn)期高峰斷面客流，主城區(qū)段為32 497人，臨平段為23 359人，下沙段為23 029人，客流特征為“1+1＞2”型。因此，九堡東站在滿足直通需求的同時(shí)，還要具備折返功能。

另一方面，對(duì)于“1+1＞2”型，如支線設(shè)置長(zhǎng)度較長(zhǎng)，或2條支線直通主線的客流很大，有超出主線運(yùn)輸能力的情況，從規(guī)劃的角度，這種類型客流特征需求大于供給，在如此大的客流需求下，Y形線路2條支線后期應(yīng)進(jìn)行拆分，形成2條單獨(dú)的線路[5-6]。

圖6 Y形線路岔線車站配線設(shè)置方案

1號(hào)線連接了江南城—主城—下沙城—臨平城，線路位于城市的主要客流走廊之上，線路的骨干作用很強(qiáng)?？紤]隨著城市的發(fā)展，下沙城、臨平城與主城聯(lián)系的不斷加強(qiáng)，主線斷面客流有達(dá)到運(yùn)能飽和或超過(guò)運(yùn)能的風(fēng)險(xiǎn)，因此需考慮臨平支線遠(yuǎn)期拆分、獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的條件。另外，臨平支線本身線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)（約20 km），遠(yuǎn)期獨(dú)立成線，可增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)的效率。

綜合考慮，杭州地鐵1號(hào)線在九堡東站設(shè)置圖6中方案A的配線形式。九堡東站設(shè)站前單渡線和站后雙折返線滿足臨平支線小交路折返的條件，臨平支線和主線間設(shè)雙聯(lián)絡(luò)線滿足貫通運(yùn)營(yíng)的條件。九堡東站西側(cè)，臨平支線在平面上通過(guò)設(shè)置喇叭口左右線分開(kāi)，明挖段已施工至盾構(gòu)井處；在線路平、縱斷面上，對(duì)臨平支線遠(yuǎn)期延伸線與1號(hào)線正線的立交進(jìn)行了合理安排，保證了臨平支線遠(yuǎn)期拆分、向南延伸獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。

4 遠(yuǎn)期拆分

2013年杭州市對(duì)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行了修編，考慮將原杭州地鐵1號(hào)線臨平支線進(jìn)行拆分，北端延伸至塘棲組團(tuán)，南端延伸至錢江新城，獨(dú)立構(gòu)成9號(hào)線（見(jiàn)圖7）。這充分說(shuō)明九堡東站節(jié)點(diǎn)的設(shè)置考慮了城市發(fā)展、客流增長(zhǎng)等因素。

由于在設(shè)計(jì)階段就考慮了臨平段多種運(yùn)營(yíng)的可能性，既可與主線貫通運(yùn)營(yíng)，又可獨(dú)立運(yùn)營(yíng)并具備延伸條件，九堡東站在車站配線、土建工程、設(shè)備系統(tǒng)等方面進(jìn)行了預(yù)留，避免了后續(xù)的工程改造，減少了對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響，設(shè)計(jì)具有前瞻性和靈活性。在我國(guó)城市化進(jìn)程高速推進(jìn)的背景下，這種設(shè)計(jì)理念在相關(guān)項(xiàng)目中具有較強(qiáng)的借鑒意義。

圖7 遠(yuǎn)期杭州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃圖

目前，國(guó)外如日本等國(guó)家，地鐵運(yùn)營(yíng)非常靈活，不同線路之間經(jīng)常采用共線運(yùn)營(yíng)的方式。杭州地鐵1號(hào)線采用九堡東站的節(jié)點(diǎn)設(shè)置方案，在遠(yuǎn)期線網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)后，通過(guò)合理的行車組織，也可實(shí)現(xiàn)2條線路間的共線運(yùn)營(yíng)，增強(qiáng)不同方向客流的直達(dá)性[7]。

5 結(jié)束語(yǔ)

杭州地鐵1號(hào)線Y形線路運(yùn)營(yíng)方案可實(shí)現(xiàn)初、近期線路高效運(yùn)營(yíng)、遠(yuǎn)期拆分，這種運(yùn)營(yíng)方式對(duì)“1+1＞2”型的客流形式有較好的適應(yīng)性，并具有一定的靈活性。另外九堡東站的設(shè)置方案可為不同線路間的共線運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造條件。