深圳地铁环中线车辆选型及编组方案研究

罗 信

（深圳市地铁集团有限公司运营总部，518040，深圳∥高级工程师）

深圳地铁环中线车辆选型及编组方案研究

罗 信

（深圳市地铁集团有限公司运营总部，518040，深圳∥高级工程师）

根据深圳地铁环中线客流预测数据和环中线的线路特点，对照《城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）》的相关规定，对与车辆选型及编组方案比选相关的运能、成本等因素进行了分析论证，通过不同车型、不同编组方案的比较，推荐环中线初、近、远期车辆均采用6辆编组的A型车。

深圳地铁；车辆选型；列车编组

Author’s addressOperation Branch of Shenzhen Metro Group Co.，Ltd.，518040，Shenzhen，China

根据《深圳市轨道交通环中线工程可行性研究报告》，深圳地铁环中线（现改名“5号线”）旅客交流以组团间交流为主，组团内交流为辅，具有大站客流交流比重大等客流特征。若要满足客流需要，就要合理地配置运能，而运能取决于列车车型、编组以及行车间隔等因素。因此，进行车辆选型及编组方案研究非常必要。

1 决定车辆选型及编组的相关因素

决定车辆选型及编组的因素主要有两方面，一是运能，二是成本。

根据《城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）》的有关规定，城市轨道交通线路运能等级可分为高运量、大运量和中运量三种。线路远期单向断面运能达5万~7万人次/h为高运量，采用A型车。线路远期单向断面运能达3万~5万人次/h为大运量，采用B型车或A型车。线路远期单向断面运能达1万~3万人次/h为中运量，采用C型车或B型车。各运能等级线路相关技术特征见表1。

表1 各运能等级线路相关技术特征

成本包括工程建设费用、车辆购置费用、运营成本及相关改造费用。进行车辆选型及编组分析时，应在满足运能的基础上，对工程设备全寿命周期内的费用进行分析比较，确保成本控制在经济、合理范围之内。

2 环中线车辆选型及编组分析

2.1 运能分析

2.1.1 客流分析

深圳地铁环中线前海湾至黄贝岭区段客流预测见表2。由表2可知，环中线远期晚高峰单向断面客流量（即单向断面运能）将达到3.91万人次/h，为大运量，应采用B型车或A型车。

2.1.2 列车运能分析

上述结论是在车辆载客量按6人/m2的情况下得出的。据了解，北京、上海、香港地铁在最拥挤的高峰时段（甚至站台上设专人往车内推乘客），车辆载客也只能达到4.3~4.5人/m2。深圳地铁曾在竹子林车辆段进行载客试验（参加试验者均为运营分公司员工），试验在不携带任何行李物品的情况下有组织进行，当载客量达到6人/m2时车内已相当拥挤，考虑运营中客流在时间和空间上的不均衡性以及乘客携带行李等因素，实际不可能达到6人/m2的载客标准。国内外许多城市已意识到该问题，欧洲城市轨道交通车辆的载客量计算标准按定员、超员分别为4人/m2和6人/m2；东京、新加坡、香港等城市已按4 ~5人/m2考虑载客能力；上海地铁按5人/m2计算车辆载客能力（地方标准）；国内其它城市则按5人/ m2验算运能。显然，6人/m2只是理论值，实际上车辆载客达到5人/m2就非常拥挤了。因此，本文环中线列车运能按5人/m2进行计算。

表2 深圳地铁环中线前海湾至黄贝岭区段2007年9月的客流预测

初期（5年内）、近期（5~10年）、远期（10年后）列车行车间隔分别按照5 min、3 min、2 min计算，得出A型车和B型车的运能，见表3。

表3 A型车和B型车运能比较（以5人/m2计）

由于受信号系统设计限制，环中线的最小行车间隔只能压缩至2 min，由表3可知，若选择B型车6节编组，其远期的断面运能储备为-4.55%，是无法满足客流需求的。事实上，伴随城市的快速发展和轨道交通网络化的形成，实际客流通常会高于设计阶段的预测客流。在深圳地铁罗宝线（现改名“1号线”）一期工程开通的第2年，客流就接近了当初预测的近期客流。这就表明，由于深圳城市快速发展和人口快速增长，客流预测存在不确定性。同时，环中线旅客交流以组团间交流为主，组团内交流为辅，并具有大站客流交流比重大、乘客携带行李多等客流特征。经核实，远期前海湾、灵芝公园、西丽、深圳北、五和、布吉客运站、黄贝岭等7个大客流站的日客运量占全线29个车站客运总量的60.3%，显而易见，客流的不均衡性是比较突出的。如果选用B型车，断面运能不足的问题将更加突出。因此，选用A型车更具有集中、快速转运大客流的优势。

其他城市地铁中，例如香港九广东铁线罗湖/落马洲至红磡，全长42.5 km，14个车站，采用了12辆编组且体积大于A型车的动车组。又如柏林、法兰克福的地铁，客流很大的市中心线路为早期项目，采用了B型车，客流相对小的市郊线路属于后建项目，充分综合了各种因素后采用了A型车。这些对于深圳地铁环中线车辆选型具有借鉴意义。因此，环中线在规划设计阶段就应充分考虑可发展余量，选择6辆编组A型车。

2.1.3 列车编组方式分析

根据客流需求，A型车列车编组一般采用4辆、6辆等编组方案，表3中比较了4-4-6（初期、近期为4辆编组、远期为6辆编组）和6-6-6（初期、近期、远期均为6辆编组）两个方案。其中，4-4-6编组在初期5 min行车间隔和近期3 min行车间隔的运能储备不足，但通过压缩行车间隔是可以提高运能的。如将初期的行车间隔调整为4 min，则运能储备就会增加至28.7%；将近期的行车间隔调整为2.5 min，则运能储备就会增加至13.49%。由于环中线已经采用初期5 min和近期3 min的行车间隔，考虑运营初期设备系统磨合及人员技能因素，行车间隔不宜再压缩。6-6-6编组在初期和近期的运能储备相对比较富余，但考虑环中线客流不均衡性比较突出及实际客流明显大于预测客流的特点，其运能储备会有较大幅度的减少。同时，深圳地铁在组织开展的乘客满意度调查中发现，当行车间隔压缩到8 min以内，候车时间的微弱变化对乘客已经不重要了，压缩行车间隔的意义完全在于解决运能的问题。因此，采用6-6-6编组，必要时可在初期和近期适当增大行车间隔来降低运能储备。例如，将初期的行车间隔调整为6 min，运能储备将减少至28.7%；将近期的行车间隔调整为3.75 min，则运能储备将减少至13.49%。因此，应选择6-6-6编组。

2.2 成本分析

由于B型车在远期的运能储备为-4.55%，无法满足客流需求，因此本文不对B型车成本进行分析，仅分析比较A型车4-4-6编组和6-6-6编组的成本。

2.2.1 工程建设费用

土建工程属于一次性投资，无论列车编组选择4-4-6还是6-6-6，其远期编组均为6辆，土建工程均需一次到位，故4-4-6和6-6-6的土建工程投资费用是相同的。

2.2.2 车辆购置费用

如果按照输送能力一致的要求购置车辆，由于车型一致，每辆车的载客能力基本一致，因此两种编组形式购置车辆总辆数相同，故车辆购置费用是一致的。

如果按照行车间隔一致的要求购置车辆，即总列数相同，在初、近期，采用6辆编组比采用4辆编组需要多采购车辆；远期两种编组形式均为6辆编组，列车数量一致，发生的车辆购置总费用是基本相同的。因此，两种编组形式的主要差异在于初、近期采用6辆编组需要提前采购车辆。初期运营列车按12列、近期按20列计算，同时考虑增加配置20%比例的检修备用车，则初、近期均采用6辆编组时，较4辆编组需提前10年采购12×（6-4）×1.2=29辆；考虑列车编组凑整按30辆计，即需要提前10年发生30×800万元=2 400万元的车辆购置费用。提前5年采购（20-12）×（6-4）×1.2=19辆，考虑列车编组凑整按20辆计，即需要提前5年发生20×800万元=1 600万元的车辆购置费用。

按年利率6%计算，初、近期采用6辆编组比4辆编组多发生利息2 400万元×10×6%+1 600万元×5×6%=1 920万元。

2.2.3 运营成本

如果按照输送能力一致的要求配置车辆，则采用6辆编组比采用4辆编组初期少投入15-10=5列运营车，近期少投入24-16=8列运营车。假设检修人工成本和物料成本一致，采用6辆编组可减少司机配置数量。按每列运营车配置4名司机，每人6万元/年计算，在初、近期可节约成本1 560万元。即采用6辆编组比采用4辆编组可减少1 560万元运营成本。

如果按照行车间隔一致的要求配置车辆，则采用6辆编组需要初期多投入12×2=24辆、近期多投入20×2=40辆车，按照每辆车平均每年运行10万km、每车公里1.9 kW/h的牵引能耗、0.94元/（kW·h）计算，10年需要多发生能耗费用5 715万元。

2.2.4 改造费用

如果采用4-4-6编组方式，在远期将进行改造。改造内容及相应费用为：

（1）车辆改造：如果涉及硬件改造，则费用较为昂贵，应在设计阶段予以避免。如仅按照软件升级改造及调试考虑费用，大约需要3 000万元。

（2）信号、通信、屏蔽门、乘客资讯等系统因车辆编组变化所带来的各种改造：约需1 000万元。

如果采用6-6-6编组方式，则不需要改造。

综上所述，4-4-6编组与6-6-6编组2种方式的成本差异见表4。

表4 4—4—6编组与6—6—6编组的成本差异明细万元

由表4可知，按运能一致配置车辆，4-4-6编组比6-6-6编组多发生5 560万元成本；按行车间隔一致配置车辆，6-6-6编组比4-4-6编组多发生3 635万元成本。

综合考虑环中线客流不均衡性比较突出及实际客流明显大于预测客流的特点，同时吸取国内个别地铁运营线路一开通就面临运能严重不足的教训，在初、近期行车间隔已分别压缩至5 min和3 min的情况下，按运能一致配置车辆比较合理。在该情况下，6-6-6编组将比4-4-6编组节约5 560万元成本。

2.3 可行性分析

采用4-4-6编组在远期必须进行4改6（4辆编组改为6辆编组）。要实现4改6，须克服以下问题：

（1）受技术限制等因素制约，只能由原供应商实施改造，部分设备系统改造甚至需要到原厂进行，加之改造在远期进行，不确定因素较多，易受制于人。

（2）4改6需要较长的改造和调试时间，因此在改造实施期间会出现4、6辆编组混跑的情况，运营组织难度大。

（3）新旧车辆在投入使用时间上的差异，直接导致同一列车存在两种不同的使用寿命，易造成浪费。

6-6-6辆编组则不需要进行改造，因此，采用6-6-6辆编组比4-4-6辆编组可行性更强。

3 结语

本文依据《城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）》的有关规定，对运能、成本、可行性等决定车辆选型及编组的主要因素进行了比较分析。深圳作为一个快速发展的国际化大都市，城市轨道交通体系的规划、建设必须具有前瞻性，为未来的发展预留足够的发展空间。环中线作为深圳城市轨道交通网络中的重要干线，其车辆应选择整体水平更高、乘坐更舒适的A型车，初、近、远期编组采用6-6-6方式。

环中线车辆选型及编组方式经过了B型车、A型车，以及4-4-6和6-6-6编组的反复论证，最后经北京、上海、广州等地专家评审后，环中线A型车6-6-6编组的方案获得了国家发展和改革委员会批准，并得以实施。环中线设计阶段的预测客流为初期41.3万人，实际上在2012年（开通后不到1年）最大日客流就达到了50.2万人次。随着深圳北站（为广深港、厦深高铁交汇枢纽站）功能的逐步强大、前海深港现代服务业合作区的开发，以及特区一体化进程的不断加快，环中线客流还将大幅攀升，A型车6-6-6编组的优势将得到充分体现。希望本研究能为国内轨道交通其它线路的车辆选型及编组研究提供借鉴。

［1］ 中华人民共和国建设部.城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）［S］.1999.

［2］ 朱文明.上海轨道交通9号线运营组织研究［J］.城市轨道交通研究，2012（9）：97.

中国铁路总公司总经理盛光祖：没有研究铁路客票涨价

2014年3月3日下午，十二届全国人大二次会议江苏代表团全团会议现场，中国铁路总公司总经理、前铁道部部长盛光祖成为媒体关注的焦点人物。从盛部长转变成为盛总经理之后来参加两会，会有什么样不同的感受？盛光祖回答说：“工作分工不一样呗，当部长时是政府官员，现在是企业负责人。在任何岗位上都要把工作做好。”前不久，全国铁路货物运价调整。消息传出，广大铁路旅客想问：货运调价了，客票价格会不会涨？盛光祖的回应是：“目前没有研究客运票价。”

（摘自2014年3月4日《新华报业网》，记者石小磊报道）

Vehicles Selection and Marshling for Huanzhong Line of Shenzhen Metro

Luo Xin

Based on the forecast of passenger flow on Huanzhong Line of Shenzhen Metro，and the characteristics of Huanzhong Line environment，the relevant factors related to vehicle type selection and marshalling capacity，as well as the cost etc.in accordance with provisions in“Construction Standards of Rapid Urban Rail Trasit”of the State，different vehicles selection and marshaling schemes are compared.Finally，A-type vehicle in 6-train marshaling is recommended for Huanzhong Line，which is considered to be suitable for both the short and the long terms operation.

Shenzhen metro；vehicle type selection；train marshaling

U 292.3+1

2012-09-21）