基于客流影响的城市轨道交通列车运行调整策略*

（同济大学交通运输工程学院，201804，上海∥第一作者，副教授）

基于客流影响的城市轨道交通列车运行调整策略*

江志彬 季婷婷

（同济大学交通运输工程学院，201804，上海∥第一作者，副教授）

列车运行调整策略的选取需要综合考虑延误时间与地点、客流特征、行车组织条件和客运组织等因素。从满足乘客需求和列车运行的需求出发，以降低延误对客流的影响为目标，分析了城市轨道交通列车运行的压缩时分、列车跳站停车（包括赶点跳停、空驶跳停和换乘站邻线跳停）、扣车、备车利用、小交路运行等调整策略的定义、使用原则、优缺点、适用条件，以及实施建议。

城市轨道交通；运行延误；客流影响；调整策略

First-author's address School of Transportation Engineering，Tongji University，201804，Shanghai，China

城市轨道交通系统处于复杂多变的环境下，其列车运行延误难以避免。长时间的延误会产生服务质量下降、系统能力利用损失、系统运营成本增加和综合社会经济效益降低等影响［1］，严重时还会带来安全风险。为此，在日常运营工作中，调度人员会及时采用相应的调整措施，使列车能尽快恢复至正点，并将对乘客的影响降至最小［2］。在发生较短时间的列车延误时，城市轨道交通ATC（列车自动控制）系统可利用停站与区间运行缓冲时间，通过加速运行、缩短停站时间等方法来自动调整列车，以在最短的时间内使列车恢复到正点运行［3］；但发生长时间的列车延误时，列车自动调整功能的作用往往不明显，这时调度员需要采用一些特殊的调整措施，如扣车、跳停、备车投用、小交路折返等［4-9］。

现有研究成果中关于列车运行调整的重点，是以列车为目标，使延误列车尽快恢复至正点，较少考虑客流的特征与影响。然而，在我国大多数城市（如上海、北京等），由于客流的高速增长和网络能力负荷程度日趋紧张，轨道交通进出站客流和断面客流在时间与空间分布的不平衡程度也在不断加大，客流的状态与变化趋势已经成为列车运行调整策略制定的关键因素。本文基于我国城市轨道交通的运营实际，以调整策略与客流的适应性分析为基础，重点研究不同调整策略的定义、优缺点、使用原则、适用条件以及实施建议等问题。

1 列车运行调整策略分析

1.1 压缩时分

城市轨道交通列车运行以运行图为基础。在日常运营中，当发生小的列车延误时，ATC系统能根据计划运行图自动调整列车运行速度等级，通过压缩停站、区间运行与折返时间等手段完成列车的自动调整；当发生长时间的列车延误时，列车的自动调整效果非常有限，因此不得不采用一些特殊调整措施。

1.2 跳停

跳停是指列车在某站直接通过而不停车也不进行上下客作业的策略。根据列车跳站停车的目的不同，可分为赶点跳停、空驶跳停和换乘站邻线列车跳停等三种情况。

1.2.1 赶点跳停

赶点跳停是指列车发生延误后，为使列车能尽快恢复至正点运行而在某些车站直接通过，以节省列车在站的停站时分和起停附加时分。如图1所示，列车i由于在m+1站发生延误，在m站跳停赶点。

图1 列车赶点跳停

赶点跳停的原则为：

（1）在有一定行车间隔保证的条件下才能跳停，如果行车间隔过小，跳停的列车受前方列车阻碍影响，则不建议采取跳停策略。

（2）列车跳停要考虑车站的上下车人数和列车满载率。一般情况下，在列车满载率高、车站的上下车人数需求不大的条件下，建议列车在该站跳停，其他条件下则需要慎重考虑。

（3）末班车不能跳停。为了保证服务质量，不建议末班车采用跳停策略。

（4）为提高车站的服务水平，同一车站不宜连续被2次跳停，同一列车尽量不要连续跳停多站。

赶点跳停会增加被跳车站的乘客等候时间，同时会增加在被跳车站下车乘客的换乘次数和旅行时间，因此，只有当线路发生长时间延误，列车运行秩序发生紊乱时，才考虑采取此调整策略。

1.2.2 空驶跳停

空驶跳停是指为了缓解线路某些车站的客流压力，组织空的列车在始发站及部分中间站跳站通过，到客流量大的车站才开始停站并载客运行的策略。如图2所示，列车i+1从始发站直接空驶至m站开始载客。

图2 列车空驶跳停

空驶跳停适用于高峰时段内能力紧张的区段，以及因大型活动而形成的车站突发大客流的疏散。但空驶跳停会增加被跳车站的乘客候车时间和客流积压，会在一定程度上打乱列车行车秩序，增加行车组织的难度。

1.2.3 换乘站邻线列车跳停

在网络化运营条件下，一些大型换乘站会受延误线路的行车间隔延长的影响，为了避免邻线客流的大量换入对车站和延误列车造成冲击，有时需要邻线采取列车跳站运行的措施。这种跳停措施不仅会增加被跳停列车部分乘客的旅行时间，还会增加被跳车站旅客的候车时间。该措施的适用条件是被跳停列车上有大量前往延误线路的乘客。该措施的实施需要客流组织的配合，对乘客的影响较大，需要慎重考虑。

1.3 扣车

扣车是指发生长时间延误，将一列或多列前行列车在前方车站增加停站时间，延迟发车时刻，以均衡列车间的行车间隔。扣车能缩短部分乘客在扣车车站的候车时间，提高车站的服务水平，但会增加被扣列车上乘客的旅行时间。扣车的实施需要根据车站客流量和前后行列车的行车间隔来确定，总的原则是使列车在车站的到发尽量均衡，避免大间隔的出现。如图3所示，假设运行图的图定行车间隔为r，列车i+1在车站m-1发生延误，停站时间超过一定的时间t0时，前行列车可以考虑在相应的车站扣停来调整行车间隔：列车i分别在m和m+1站扣停延迟出站，列车i-1在m+1站扣停延迟出站。由此可以避免m和m+1站的列车行车间隔过大。扣车时，前行列车在车站的扣停时间取决于对初始延误的持续时间的判断，根据初始延误的时间逐步改变停站的时间。因此，离延误列车越远的列车扣停时间会越短。

图3 扣车策略

1.4 利用备车

利用备车是在列车发生故障或长时间延误时，采用备用车底来顶替故障或延误列车的调整策略。如图4所示，列车i在m+2站发生长时间的终到延误，为了缓解延误的影响，将备车投入运营，接续i+1列车，同时将延误列车调入存车线，做备车用。利用备车进行列车运行调整会增加运输组织的难度，尤其是备车上线时机的选择。在备车开行时，要做好车站的客流组织工作，尽量避免客运作业对行车组织过程产生的影响。

图4 备车调整运行图套跑

备车的来源有两种，一种是计划安排在车站存车线上的备车，另一种是在停车场或车辆段存放的备车。如果临时调用备车，涉及到列车准备、司机安排、进路准备等问题。从实际运营来看，备用车从准备到上正线的时间偏长，有时甚至会错过时机。因此，一般正线上的备车都是采用热备（即组织司机在备用车上随时待命）的方式。

1.5 小交路折返

小交路折返是指当列车发生较长时间的延误后，为了减少对后续列车的影响，组织延误列车在具备折返条件的车站提前折返的策略。如图5所示，列车i发生延误后，在m站提前折返，并接续列车i+1。小交路折返的车站必须具备折返的能力和条件，最有利的条件是站后折返，这样在折返过程中对反向列车的影响较少。小交路折返对行车组织和客流组织（需要提前广播或清客）有更高的要求，同时会牺牲某些区段（如图5中的m至m-1区间）的能力。因此，该方式适合于在延误时间较长且行车密度较高的线路上采用。该调整策略对客流的影响较大，在实施时应提前告知乘客，并在提前折返的车站做好客流的疏导工作。

图5 小交路运行

1.6 组合策略

在实际行车调整中，经常采用的是几种调整策略的组合，如备车与跳停组合（见图6，列车i+1为利用备车加开，在m+2车站跳站通过，然后至m +1停站开始载客运行）、备车与小交路折返组合（见图7，延误列车i到达m站进入存车线做备车，原车站的备车投入运营接续i+1列车）、扣车与跳停组合等。这些组合策略集合了各种措施的优点，缓解延误的影响效果明显，但对调度员的业务素质要求更高，且实施过程需要加强客运组织的配合。

2 各调整策略的比较

基于以上分析，总结各项调整策略的优缺点和适用条件如表1所示。

列车运行调整策略的选取需要综合考虑实际延误大小、客流特征、线路条件和行车组织难度等因素。本文以客流条件为基础，分析了压缩时分、跳站停车、扣车、备车利用、小交路折返等几种常用的运行调整策略的定义、原则、实施方法、实施影响及适用条件等问题。由于列车运行调整是一个超大规模的组合优化问题，也是一个实时动态优化的滚动过程，因此，针对某一项策略细化方案的量化评估与优化是进一步研究的方向。

图6 备车与跳停组合策略

图7 备车与小交路折返组合策略

表1 基于客流影响的列车运行调整策略总结

［1］ 江志彬，苗秋云.城轨交通列车运行延误影响及其减缓措施［J］.现代城市轨道交通，2009（5）：59.

［2］ 廉铭，江志彬.城市轨道交通行车调度中存在的问题与对策［J］.城市轨道交通研究，2010，13（10）：53.

［3］ 赵晓峰.CBTC信号系统中列车自动监控运营调整［J］.都市快轨交通，2012，25（3）：105.

［4］ 张学兵，俞太亮，李广刚.地铁列车运行调整策略选择与制约因素分析［J］.现代城市轨道交通，2011（5）：70.

［5］ 白荣.地铁备用列车在运行调整中的开行时机［J］.铁道运输与经济，2009，31（4）：71.

［6］ 刘浩江.地铁行车组织中的调度调整方式［J］.城市轨道交通研究，2008（1）：54.

［7］ 路飞，宋沐民，田国会.基于多智能体的地铁列车运行调整方法［J］.中国铁道科学，2007，28（1）：420.

［8］ 潘杨，李小平.地铁终点站的实时调度算法［J］.东南大学学报：自然科学版，2010（1）：47.

［9］ 徐瑞华，江志彬，邵伟中，等.城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究［J］.铁道学报，2006，28（2）：7.

［10］ 徐伟，房鑫炎，黄天印，等.城市轨道交通综合调度策略研究［J］.城市轨道交通研究，2013（3）：73.

6条高铁新线12月28日开通运营

本刊讯 中国铁路总公司消息，2013年12月28日，西宝线、厦深线、渝利线、衡柳线、钦防线、柳南线等6条高速铁路密集开通。一次性开通里程2 258 km，创中国高铁一次性开通里程之最。

URT Train Regulation Strategy Based on Passenger Flow Influence

Jiang Zhibin，Ji Tingting

Many factors should be taken into account in adjusting the train regulation strategy of urban rail transit，such as the delay time and location，passenger flow characteristics，train operation conditions and passenger operation etc.Starting from passenger flow demand and taking the reduction of delay influence on passenger flow asa target，the definition，advantageand disadvantage，discipline，applicable conditions and implementation recommendations of train regulation strategies of urban rail transit，such as the cut down time，skip-stopping（including quick run skipstopping，vehicle empty skip-stopping and adjascent line skipstopping at interchangestation），train holding，rollingstock reservation，short rout operation and so on are studied in this paper.

urban rail transit；operational delay；passenger flow influence；adjusting strategy

U 292.4

2013-04-09）

*国家自然科学基金项目（51008229）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（20123228）