西安地铁二号线列车运行交路探析

吴海军

（西安市地下铁道有限责任公司，工程师，陕西 西安 710018）

西安地铁二号线为南北走向，一期工程北起北客站，途经张家堡广场、城市中心北大街及钟楼、南郊体育场、小寨商业文化中心等大型客流集散地，南至会展中心，线路全长20.62 km，共设车站17座，平均站间距1.21 km，建成后将成为西安市南北交通的骨干线路〔1〕。目前规划中的线网有6条线，全长达到251.8 km，建成后将覆盖西安市区各主要区域，极大缓解地面交通压力，方便市民出行。

城市轨道交通的社会性质决定了运营管理单位追求社会效益为主，经济效益为辅。为建设经济节约型地铁，各地铁运营企业都在探索经济节约的管理方式，调度组织方式就是其中之一。通过合理的调度组织方式，既能为旅客提供高质量的服务，又能最大可能地降低运营成本。列车运行交路是调度组织的表现形式，采用不同的列车交路对服务质量和经济效益将产生很重要的影响。西安地铁二号线作为西安市首条开通运营的地铁线路，社会关注度高，影响大。地铁运营公司不但要为乘客提供安全、便利的服务，做好日常的运营管理，还要能在遇到特殊情况时（尤其是区间故障），通过科学合理的组织方式，充分挖掘运输潜力，确保运营不中断，从而降低乘客恐慌情绪，减小社会影响。因此，开通运营前就开展对西安地铁二号线在正常和非正情况下的列车运行交路模式进行研究，具有重要的现实意义。

1 正常情况下的交路模式

轨道交通线各区段的断面客流分布通常为中间大两端小，或一端大一端小的情形。这就需要根据断面客流在空间的分布，对各种列车交路方案进行比选，采用最佳的交路方案，在不降低服务水平的前提下提高车辆运用效率，避免运能浪费，使运营组织做到经济合理。在正常情况下，地铁列车运行交路模式的选择，通常以各设计年度预测的高峰小时断面客流为主要依据。在比选列车交路方案时，除了应符合客流的空间分布特征外，还应当综合考虑不同交路对服务质量的影响〔2〕。

最理想的交路模式是全线客流平均分布，采用一个大交路，列车在线路的2个终点站间运行，到达线路终点站后折返。但很多地铁线路全线的实际客流并不均衡，采用不同的交路各有利弊，需要运营单位结合不同线路的情况权衡选择。

1.1 交路模式比选 根据客流调查分析，西安地铁二号线客流呈现纺锤状连续断面分布，市民出行距离主要以3～9 km为主，占整体客运量的58%～63%，表现为中间客流大，两端逐渐递减的特点〔1〕。因此，全线可以采用一个大交路和大小交路嵌套2种模式。

1.1.1 大交路 大交路是指列车在线路的2个终点站之间运行，为全线提供服务的模式。这种交路方案行车组织简单，乘客无需换乘。如果线路各区段断面客流不均衡程度较大，则会产生部分区段列车运能的浪费。

1.1.2 大小交路嵌套 大小交路嵌套是指在线路上既开行大交路列车，也开行小交路列车的运行组织模式。大交路列车在线路的2个终点站间运行，而小交路列车在线路中间车站折返〔3〕。这种交路可根据客流需要，组织不同编组、不同开行对数的列车在各区段运行。与单纯采用大交路相比，可提高列车满载率，加快列车周转，但部分乘坐大交路列车的乘客候车时间增加（如图1）。

图1 大小交路嵌套

1.2 交路选择 若采用大小交路嵌套模式，虽然可以提高满载率，加快列车周转，但二号线全线各区段断面客流不均衡程度较小，采用小交路列车会在中间站折返，清客量相对较大，增加旅客不满，降低服务质量〔4〕。

若采用大交路，列车虽然在两端满载率相对较低，但中间站没有折返，全线保持较高的运能，长途旅客不用换乘，服务质量高。

考虑到西安铁路北客站将投入运营，城市向北拓展战略的实施以及南部大学城、高新区的发展，南北两端客流量将会增大。综上所述，在正常情况下北客站至会展中心间全线采用一个大交路是科学合理的。如图2所示。

图2 正常情况交路

2 非正常情况下的列车交路模式

城市轨道交通是一个复杂的大系统，在运营过程中，不可避免地会产生各种故障或灾害，导致双线中的一条线在某1个或几个区间发生行车中断事件。如果在短时间内不能解决，正常的运行交路无法实现，在保证救援和抢修的情况下，应充分发挥配线功能，利用渡线、停车线、存车线和折返线等，组织列车临时交路，尽可能维持轨道交通的运营〔5〕。

根据西安地铁二号线一期工程全线车站的配线设置情况，有渡线、停车线、存车线和折返线，且具备组织列车临时折返条件的车站有北客站、行政中心站、市图书馆站、北大街站、南稍门站、小寨站、会展中心站〔1〕。如果以这些车站为分界点，将该线划分为6个区间，若其中某一个区间发生故障时，可选择相应的临时运行交路。

当发生故障时，故障区段把整条线路分割成几个相对独立的区段，不同区段可根据情况采用不同的交路方式。由于西安地铁二号线采用了移动闭塞，完善的ATP系统为列车反向运行的安全提供了保障。为提高行车效率，故障区段可采用单线双向交路（俗称“拉风箱”），维持全线低水平的贯通运行；非故障区段可组织列车按临时小交路运行。根据故障发生的区段不同，组织方法也有差异。

2.1 线路某一端发生故障 故障区段采用单线双向运行，在非故障区段列车利用渡线或停车线等折返，采用小交路运行。如图3所示。

图3 一端故障时的列车交路

2.2 线路中部发生故障 以行政中心至市图书馆站间发生区段故障为例在故障区段两端列车利用渡线或停车线等折返调头，组织列车在线路两端按小交路运行，故障区段按单线双向运行，保持部分列车贯通运行〔5〕。如图4所示。

图4 中部故障时的列车交路

线路中部发生故障时的列车交路需要优化。在实际组织过程中，如果单线双向运行区段两端站间距离过长，会引起旅客等待时间过长，为避免此情况，可以将该区段拆分为2段距离较短的小区间，分别由2列车在2个小区间内往返运行，可以明显缩短乘客的单次最长候车时间，加快列车周转。

以二号线为例〔1〕，若市图书馆站至北大街站之间出现故障，图书馆以北和北大街以南列车采用小交路运行，市图书馆站至北大街站之间采用“拉风箱”运行（如图5）。该故障区段长5.305 km，若一列车“拉风箱”运行，按旅行速度35 km/h计〔1〕，两端折返清客、换端每次需3 min，乘客的单次最大候车时间T=5.305/35×60×2+3×2=24.2（min），等待时间太长，虽然在维持运营，但服务质量太低。若以龙首塬车站为分解点，该区段是5站4区间，将该故障区段分为市图书馆至龙首塬和龙首塬至北大街2个小区间，2区间各为2个站间区间，长分别是2.857 km和2.448 km。按照上面的计算方法，市图书馆至龙首塬间乘客的单次最大候车时间为14 min48 s，而龙首塬站至北大街站间乘客的单次最大候车时间为14 min24 s。2个区间旅客的单次最大候车时间都在旅客可以接受的范围以内。

图5 中部故障列车交路优化

3 结束语

城市轨道交通以其舒适、便捷、安全、高效的特点极大地方便了市民出行，将成为城市交通的骨干力量。西安地铁二号线作为西安城市轨道交通的首条运营线路，社会关注度高，影响大。高质量的服务不仅能吸引客流，也能为企业树立良好的社会形象。西安地铁虽然采用了目前行业内很先进的技术和设备，但并不能排除设备出故障的可能。为此论述了开通运营前的调度组织方式：在正常情况下宜采用大交路模式；在非正常情况下，故障区段采用单线双向模式，非故障区段采取小交路模式。这样可以充分发挥地铁设施设备的潜能，保证地铁在发生故障时也能不间断运营，尽可能地提高服务质量，降低对社会的负面影响。

〔1〕铁道第一勘察设计院.西安市城市快速轨道交通二号线（铁路北客站-长延堡段）初步设计〔R〕.西安:铁道第一勘察设计院，2007.

〔2〕张国宝.城市轨道交通运营组织〔M〕.北京:中国铁道出版社，2000.

〔3〕王栋，展晓文.南京地铁1号线列车小交路组织探析〔J〕.现代城市轨道交通，2006（4）:42-45.

〔4〕袁博晖，王英涛.针对断面客流量差异的行车组织适应性探讨〔J〕.城市轨道交通研究，2004（5）:32-33.

〔5〕沈景炎.城市轨道交通配线的研究〔J〕.城市轨道交通研究，2006（9）:1-5.