文 / 本刊记者 陈楠枰
求解:如何不再地铁“集结”
文 / 本刊记者 陈楠枰
进站难,上车难,如何破解地铁拥挤困局?
缩短间隔,增大运量,又该如何确保列车运行安全?
北京地铁客流快速增长,日客运量超过千万人次已成常态。特别是早高峰时段里,部分骨干线路列车极为拥挤,列车满载率超过120%,有时乘客需要等候2-3趟车才能上去。
“只求能上车”的愿望并不是只有北京人民才有,上海、广州人民也不例外。近年来,尽管城市轨道交通线网越来越密,人们却发现,“每新开一条线即满载一条线,对缓解地面交通所起的作用微乎其微。”
如何应对“几何级”增长的客流压力?缓解大客流冲击成为一项亟待解决的新课题。
随着城镇化快速推进,伴随着城市人口的急剧膨胀及出行需求剧增,地铁的准点、高速、网络化等优势使其成为沿线大部分乘客的出行首选,地铁客流快速增长,在时间、空间上都呈现出集聚性特点。
北京市轨道交通工作日早高峰拥挤度示意图显示,在2014年7月14日这样一个普通周一早晨,1号线、5号线、13号线、八通线等线路多个区段列车满载率徘徊于100%-120%之间,更有一些区段超过120%,常态限流车站超过50座。
“限流车站根据每月地铁客流量动态评估评定,主要集中在城市外围,例如回龙观、天通苑、通州区域,依靠进出站限流或换乘限流,主要为应对上班高峰时段地铁潮汐特点的无奈之举。”北京地铁运营有限公司副总经理徐会杰告诉记者。
广州地下铁道总公司运营事业总部总经理蔡昌俊表示,在广州,从单线到双线运营,再到目前的网络化运营,由1997年广州地铁一号线首通段开通初期日均客运量不足0.5万人次,到今日日均客运量达600万人次以上,工作日早晚高峰亦同样容易形成规律性的通勤大客流。
上海地铁则频频在节假日前最后一个工作日刷新日客流量。从上海申通地铁集团有限公司统计每次客流量创下新高的时间节点看,“一般工作日客流较双休节假日客流高,但在节假日前的最后一个工作日,通勤客流正常出行上班,同时还有购物休闲旅游客流等叠加,故客流会有较大幅度增长。”
除此之外,申通地铁副总裁邵伟中介绍,线路运能不足、突发设备故障、突发社会事件或重大活动及特定节假日时段也可能导致城市轨道交通遭受大客流冲击。
“单纯的客流量大并不是坏事,只有客流量大且集中,配套和硬件设施却仍不具备时,才是一件很难过的事情。”徐会杰一语道破无数地铁运营工作人员的心。
以北京为例,城区多条骨干线路基本已达
到现有条件下的最大运输能力,保障安全情况下已无余力进一步缩短高峰发车间隔。
徐会杰介绍,“地铁5号线现有2分半间隔已经达到线路系统最大能力。”5号线早在开通伊始客流量就飞跃至中远期预测水平,“想要提升运输能力,在供电、信号能力提升的同时,还需要增加车辆和扩建车场。”
尽管市区骨干线路行车能力已接近或达到设计极限,“但受制于站场设计、系统兼容性等因素影响,在不影响线路日常运营的情况下,利用夜间有限的作业时间来改造既有设备提高运输能力的难度非常大。”蔡昌俊提出。
而在运力调配方面,“由于运力受设备限制较大,大客流时,线路运能与现场客流不能达到最佳匹配,某站点产生瞬时大客流,该区段运力不足,其他区段则运力较充裕,运力供给往往较难平衡,各线路之间也无法调配运力。”运力调配能力不足甚至无法调配,邵伟中非常无奈。
诚然,大客流挑战下的应对难度也并不只是运力调配难而已。“现场秩序控制困难,局部区段故障信息传递相对滞后,且除地铁外,大容量、高密度、速度快的替代交通工具缺乏,受地面道路条件及车辆容量所限,公交替换效果往往不理想,因而乘客更愿意原地等待运营恢复正常。”邵伟中表示。
“单纯的客流量大并不是坏事,只有客流量大且集中,配套和硬件设施却仍不具备时,才是一件很难过的事情。”——徐会杰
提高运力绝不仅仅是光加几趟车这样简单。很多线路设计之初的能力都非现有运输能力,均是经过设备设施改造、车辆扩编方式将运力一点点提升而来。
在香港铁路有限公司首席执行官易珉看来,大客流对载运力带来很大挑战,运力的提升是一个系统工程。“比如看似简单的‘增加车厢’,不仅投资巨大,工程也非常复杂,涉及设计、
制造、改造和调试工程,包括屏蔽门/安全门系统、牵引供电系统、信号系统、通信系统等多个系统的改造。”
考虑到港岛线、观塘线、荃湾线、迪斯尼线及机场快线于早间繁忙时段的列车班次因已达到信号系统负荷上限而无法再增加,港铁已陆续开展提升荃湾线、港岛线、观塘线和将军澳线信号系统的工作,预计于2018年至2022年间完成。其后,东涌线、迪斯尼线及机场快线信号系统亦会相继提升。易珉透露,完成信号系统提升计划后,载客量可增加10%左右。
作为北京地铁最早的线路,1号线目前2分5秒行车间隔也并非一日所成。“从3分到现在,通过改系统、人员培训,包括对于规章和操作流程的变更,一秒一秒抢时间,还做过很多验证性试验。”徐会杰表示。再例如北京地铁13号线,现行车间隔为2分40秒,要想继续提高运力,需要对供电系统、信号系统进行改造。
相较于工程改造、系统全线升级的“大手术”,创新线路行车组织方式这样的“物理辅助疗法”能帮不少忙。“线路规模化、网络化是我国城市轨道交通发展的必然趋势,而单一结构的运输组织方式不可能适应大规模的路网结构,需要有与路网结构相适应的多样化的运输组织方式。”蔡昌俊认为。
如何从运输能力、客流需求、线路条件、设备条件等方面着手,研究新型运输组织方式?
2013年起,北京地铁10号线尝试采用大小交路套跑的方式缓解该线东段及北段客流压力,“巴沟至宋家庄段高峰时段最小间隔达到2分15秒,采取小圈车只从车道沟至宋家庄,大圈车跑全程”,一定程度上对客流冲击有所舒缓。自去年1月起实施的广州地铁2号线大小交路运能亦最大提升32%。
执行新运输组织方式前,广州地铁结合现状进行研究、甄别比选确定最优方案,方案实施前反复演练、邀请乘客代表试乘,不断整改完善,确保运营方案实施平稳过渡,将对乘客的影响降到最低。
“用心听·用心做”是香港铁路有限公司自2012年起推行的一项新计划,每星期额外增加超过1300班次列车,其中一个目的则是舒缓列车载客率及缩短乘客候车时间。
上海地铁已经尝试过的大客流应对措施主要从行车组织和客运组织两方面进行。通过增加机动运力,投放备车,临时增加部分区段的运能,并通过闸机布局调整、增设蛇形限流栏杆,换乘通道加装隔离栏等措施,达到限流或控制客流走向的目的。
2013年3月,针对上海地铁3号线早高峰满载率居高不下,且因人多拥挤而导致车门故障率上升,部分北段车站里乘客时常挤门、吊门的现象,上海申通地铁集团在3号线宝山路站至长江南路站8座车站限流基础上,对其主要的“梗阻点”采取排队进站等进一步限流措施,确保3号线和与之共线的4号线双线运行有序。同时,为尽可能降低因大客流引发的设备故障对高峰运营的影响,在长江南路站至赤峰路站5座车站,专门安排早高峰驻站维保人员,方便第一时间处置,加快排故响应速度。
邵伟中介绍,从限流后的工作日早高峰运营情况看,3号线长江南路站、殷高西路站、江湾镇站限流时段的客流有所减少,车门故障率也有所下降,全线列车运行更顺畅,线路运力得到了充分的发挥。
城市命运和基础设施建设紧密相连。随着新型城镇化成为各级政府重要的工作领域,轨道交通因其载客量大、快捷及环保的特点,在以人为核心的城镇化建设中,受到各个国家和地区热捧,城市轨道交通发展逐渐进入快车道。
相关研究表明,每投资1亿元的轨道交通项目,可带动GDP增长2.63亿元,增加8000个以上就业岗位。在实体经济持续低迷的今天,建设城市轨道交通对于直接拉动地方经济的作用不言而喻。
截至目前,全国共37个城市获准建设轨道交通,开始试图从地下十多米深处,探寻自己的未来。
然而,“地铁梦”的完美实现并不容易。长时间以来,地铁建设以政府融资为主,周期长,造价及运营成本高,对于每个城市而言都成为较大负担。新型城镇化大背景下,如何做到轨道交通可持续地高效运行?政企合作的PPP模式早有成功先例。
为保证轨道交通公共服务的可持续性,PPP运行模式建立在社会竞争机制基础上,通过政府引导、监督,在公共服务事业方面向社会资本开放,提高公共事业服务质量,是较为创新的模式之一。尤其在类似城市轨道交通建设这种公共服务周期长、资金需求大、基础建设领域包括保障城市运转过程中,起到很大作用。
“线路规模化、网络化是我国城市轨道交通发展的必然趋势,而单一结构的运输组织方式不可能适应大规模的路网结构,需要有与路网结构相适应的多样化的运输组织方式。”——蔡昌俊
以香港地铁为例,参与地铁建设的企业享有沿线土地的优先开发权。易珉以为,香港轨道交通加物业的发展模式从一定程度一个侧面成就了香港目前空前的发展。“轨道加物业模式最低限度利用政府投资,让港铁成为香港低
碳运输系统骨干,同时通过站点周边沿线高密度的商业地产开发,利用土地增值收益,平衡城市轨道交通建设、运营成本,减轻政府负担。”
应对大客流必须研究人类出行目的,将城市规划、功能团和人的出行统筹安排。易珉提出,不能单通过地铁运营手段解决大客流问题,必须化“被动式规划”为“主动式规划”。如果在早期城市规划中没有考虑到轨道布局,城市功能团成型后再开始轨道设计和建设运营,就永远只能是各行各业的轨道专家进行各种各样的破瓶颈工作,易珉称之为“成长的烦恼”。
从人类出行学入手,研究城市功能团、城市规划,再而研究地铁网络化。易珉认为,香港轨道交通布局的“3D”原则可供正在酝酿“地铁梦”的城市以参考,即高发展密度、多元化土地利用和强调优质小区设计。
不仅涉及轨道交通本身的设计,也应考虑到轨道交通周边土地利用的整体规划,将社区、商店、学校、医院等城市功能团打包设计。“优化建设时序,先行重点加密中心城线网,再往外扩散,统一信号、车辆等设备制式或接口以达到灵活调配互联互通。”徐会杰提出,线路设计时要有总体筹划,再分不同年限建设运营。
同时,在邵伟中看来,地铁线路的走向设计应和城市区域的定位、人口密度、潮汐客流情况、与其他交通的配套等因素全面统筹考虑,使地铁线路运能比较经济合理的满足实际需求。
蔡昌俊指出,轨道流线设计应尽量避免各种流线相互交叉干扰。例如,“连续同站台换乘”模式即可有效避免换乘客流在一座换乘站内的交叉叠加,并减少乘客换乘时间。而由于地铁车站是一个相对封闭的空间,在车站内部存在许多客流集、散点,在进行流线优化时,又应避免造成集而不散的情况,以提高车站集散效率,保证乘客安全。
“最初线路配套设施设计不合理或考虑不够长远,确实是困扰我们的问题。”邵伟中提出,前期客流预测要有前瞻性,必须与城市的发展速度相匹配,准确的客流有助于线路的走向、车站的设计、运能的配置更科学合理。
具体到轨道交通本身的设计,易珉强调,在基于“可载客量”基础上,应同时满足铁路线覆盖范围内人口在未来一段预设时期估算的交通需要,并能保障乘客安全。“铁路的可载客量要视乎车厢大小和每列列车的车厢数目而定,也可以因信号系统可负荷的列车服务班次频密程度予以调整。”
的确,预测十几二十年后的客流情况并不容易,但需要给线路预留好足够的规模。谈到北京在建新线时,徐会杰即表示,希望能够提升线路系统初期的配车规模,在初期时让运力有一定余量,有条件应对客流不确定性。同时,提高车站土建规模及建设标准。
地铁线路的走向设计应和城市区域的定位、人口密度、潮汐客流情况、与其他交通的配套等因素全面统筹考虑,使地铁线路运能比较经济合理的满足实际需求。——邵伟中
不能单通过地铁运营手段解决大客流问题,必须化“被动式规划”为“主动式规划”。如果在早期城市规划中没有考虑到轨道布局,城市功能团成型后再开始轨道设计和建设运营,就永远只能是各行各业的轨道专家进行各种各样的破瓶颈工作。——易珉
对此,邵伟中提出了相似的建议。“车站通道设计在满足消防规范、经济合理的基础上应遵循‘客流对冲最小化,换乘空间最大化,预留单向换乘可能性’的原则,根据预测换乘客流量留有足够的换乘空间;在条件允许情况下尽可能合理地相对多设置配线,方便运能调配;在站台楼扶梯布置、车站售检票机设置方面,力争做到进、出站客流分离,避免进出客流对冲。”
“轨道交通路网在规划时应尽量避免三线及以上的换乘枢纽集中换乘,避免人流过于集中,可将‘三线集中换乘’通过节点疏解转化为‘两两三点换乘’,既可消解集中换乘带来的大客流冲击,也可扩大轨道交通服务覆盖范围。对于多条轨道交通线路汇集于一个地区的大型交通枢纽,应设计独立的换乘大厅或换乘主通道。”邵伟中说。