西安地铁2号线客流增长适应性的研究

强士盎，陶思宇

（1. 中铁第一勘察设计院集团有限公司 城建院，陕西 西安 710043；2. 西南交通大学 交通运输与物流学院，四川 成都 610031）

1 概述

西安地铁 2 号线规划北起陈家堡、南至韦曲，线路长度约 32 km，设 24 座车站。该条线路沿西安市南北向主客流走廊布设，线路通过铁路北客站、行政中心、经济开发区、钟楼、小寨商业文化中心、曲江新区、西安国际展览中心等大型客流集散点，连接郑西客运专线北客站、市行政中心和 3 个开发区，与西安地铁 1 号线构成轨道交通网络中的十字骨架[1]。西安地铁 2 号线北客站至会展中心段于 2006 年 9 月试验段开工，2011 年 9 月 16 日开通试运营，目前运营状态良好。西安地铁 2 号线会展中心至韦曲南段土建工程于 2010 年下半年陆续开工，2014 年建成通车。远期规划西安地铁 2 号线从西安铁路北客站向东北方向延伸至草滩镇陈家堡，长度约为 6.13 km[1]。

西安地铁 2 号线自规划建设到开通运营历时近10 年，城市规划、线网规划、建设规划、各条线的建设时序，以及城市内外部的交通条件等相关因素均发生很大变化，而这些是客流预测的主要影响因素。因此，对西安地铁 2 号线的客流变化产生了较大影响[2-3]。

西安地铁 2 号线初步设计完成于 2006 年，根据设计要求，初步设计阶段完成了西安地铁 2 号线的全部相关客流指标的预测，预测高峰小时单向最大断面客流量 2014 年为 1.05 万人/h，2021 年为2.60 万人/h；全日客运量 2014 年为 31.34 万人，2021年为 76.48 万人。2012 年，根据客流预测主要影响因素变化后，对西安地铁 2 号线主要客流指标进行预测。西安地铁 2 号线预测年度主要客流指标如表 1 所示。

由表 1 可知，预测高峰小时单向最大断面客流量 2014 年将达到 1.47 万人/h，2021 年将达到3.42 万人/h；全日客运量 2014 年为 39.88 万人次，2021 年为 79.03 万人次。2014 年、2021 年预测高峰小时断面客流量比原设计分别增长约 39.6%、31.6%，增长幅度较大；全日客流量分别增长27.2% 和 3.3%，对日常运营将产生较大影响。

2 预测客流的适应性分析

2.1 列车运行交路适应性分析

在列车运行计划中，列车交路规定了列车的运行区段、折返车站和按不同列车交路运行的列车对数。在线路各区段客流量不均衡程度较大的情况下，采用合理的列车交路能够在不降低服务水平的前提下提高车辆运用效率，避免运能虚糜，使行车组织做到经济合理[4-5]。

根据 2006 年西安地铁 2 号线初步设计时预测客流断面情况分析，线路客流呈现出中间大、两头小的“纺锤型”分布，反映了某一时间段内线路沿线各车站及区间的客流出行规律。远期高峰小时客流分布形态是选择大小交路的主要依据之一，结合工程条件、站点周边城市功能，确定中间小交路折返站为北客站和会展中心，小交路覆盖了西安地铁2 号线客流较大的区间和大的客流集散点，符合客流需求和乘客的出行规律。

表1 西安地铁 2 号线预测年度主要客流指标汇总表

2012 年预测客流变化后，线路南端客流规模明显上升、北端行政中心到北客站流落差明显，原设计的列车运行交路基本可以满足客流需求，但是南部客流的服务水平相对北部客流较低，与客流特征不太相符。

2.2 全日行车计划适应性分析

全日行车计划是指营业时间内各小时开行的列车对数计划，它规定了轨道交通线路的日常运输任务，是编制列车运行图、计算运输工作量和确定车辆配备数量和运用的基础资料，是根据营业时间内各个小时的最大断面客流量、列车定员人数、车辆满载率及希望达到的服务水平进行综合考虑而编制。根据实际客流需求情况，从 2013 年 7 月 30 日起西安地铁 2 号线运营时间为 6 : 00—23 : 10，全日运营时间较初步设计减少 1 h，更符合西安市民的出行习惯和规律。2014 年西安地铁 2 号线全线开通后，虽然客流增加，但受运用列车数量限制，高峰期每日只能达到 11 对的能力，全日开行 292 列次( 146 对 ) 比设计初期全日 294 列次 ( 147 对 ) 少 2 列次( 1 对 )，全日开行方案基本可以满足客流需求。

2.3 运营设备适应性分析

与客流变化关联度密切的运营设备有车站设备和移动设备。

（1）车站设备。车站设备主要为楼扶梯、进出站闸机、自动售票机及站台。设备的数量和站台楼扶梯的宽度是根据预测的车站远期高峰小时客流量、超高峰系数及一定的余量计算配置的，同时还考虑满足事故状态下的疏散能力，其能力均有一定的富裕[6-7]。2012 年预测凤城五路、市图书馆、大明宫西、龙首原、北大街、钟楼、小寨客流较原设计增加，通过对楼扶梯、闸机售检票机等设备数量的适应性分析，其设计的设备最大通过能力从理论上可以满足需求。

（2）移动设备。移动设备是为完成乘客运送任务配备的电动车组，在城市轨道交通系统中，车辆是直接为乘客服务的设备，又是整个系统的核心，是乘客与运营公司沟通的工具。轨道交通系统必须保有一定数量的列车。按照运用上的区别，可以分为运用列车、检修列车、备用列车。运用列车是为完成日常运输任务而配备的技术状态良好的车列，运用列车的需要数量与高峰小时开行的列车对数、列车旅行速度及在折返站停留时间等各项因素有关。西安地铁 2 号线铁路北客站至韦曲原设计是按照初期 ( 2014 年 ) 来配置列车数量，所配属的 18列运用列车、4 列检修备用列车共计 22 列已全部到场。目前开通的铁路北客站至会展中心段高峰小时上线运行 16 列备用 2 列，行车间隔 5 min 22 s，开行对数 11 对/h。

根据客流预测，研究年度与现状配属车数比较如表 2 所示。

表2 研究年度与现状配属车数比较表

由表 2 可知，从 2014 年开始，现状所配属列车数量不能满足客流需要，需要考虑增购列车。

2.4 车辆段及停车场规模适应性分析

（1）停车列检库停放能力适应性。目前，渭河车辆段有 18 列位的停车能力，2014 年潏河停车场建成 10 列位的停车能力，到 2014 年车辆段和停车场共计 28 列位的停车存放及列检能力。根据2012 年客流预测发现 2017 年开始车辆场段规模不能适应运营需要，2017 年以旅速 31 km/h 计算时，运用列车 29 列和备用列车 3 列共需要 32 列位，尚缺 4 列位的停放能力；旅速为 32 km/h 时，运用列车 28 列和备用列车 3 列共需要 31 列位，不足 3 个列位；旅速为 33 km/h 时，运用列车 27 列和备用列车3 列共需要 30 列位，尚缺 2 列位的停放能力。

2018 年至 2021 年停放能力更加不足。至 2021年，以旅速 31 km/h 计算，需要停放运用列车和备用列车共计 44 列，不足 16 个停放列位；以旅速 32 km/h 计算，需要停放运用列车和备用列车共计 43 列，不足 15 个停放列位；以旅速 33 km/h 计算，需要停放运用列车和备用列车共计 42 列，不足 14 个停放列位。

（2）检修列位能力适应性。西安地铁 2 号线渭河车辆段设置有厂架修 2 列位 ( 预留 4 列位 )、定修1 列位、临修 1 列位的检修能力规模，目前西安地铁 2 号线尚未进入厂架修阶段，运营已经将近 3 年车辆进入定临修阶段，车辆段检修规模是根据远期日行车计划、年列车走行公里数和规范要求的相关指标计算的，远期日行车计划的列车开行对数远大于目前的实际开行数量和近期开行计划，根据列车运行公里其定临修列位可以满足需求。

3 预测客流增长的应对措施

3.1 优化运营组织方案

由于西安地铁 2 号线运用列车偏少，高峰期备用列车上线运营可以压缩高峰期行车间隔，提高车辆的使用效率，提高地铁的服务水平。一般地铁线路备用列车存放在车辆段、停车场或沿线停车线，西安地铁 2 号线目前在渭河车辆段和会展中心存车线各备 1 列车。根据客流预测 2015 年高峰期每日需要开行 12 对，行车间隔 5 min，以现状旅速 31 km/h，现有 18 列运用车只能满足 5 min 51 s 的行车间隔。当 2 列备用列车全部投入运营即高峰期上线 20 列，行车间隔可以满足 5 min 22 s，但仍然无法满足高峰期每日 12 对列车 5 min 行车间隔的需求。因此，考虑在现有的运用列车和备用列车数量情况下，通过对运营组织方案进行调整来满足客流需要和提高服务水平。2015 年市图书馆站至会展中心站组织开行小交路、铁路北客站至韦曲组织大交路，列车运行交路如图 1 所示。

图1 调整后列车运行交路图

小交路折返点及列车开行比例调整后行车间隔及列车配属数量比较如表 3 所示。

2015 年新购列车未到达之前，为满足运营需求及保证一定的服务水平，需要采取相应的措施，如果采用小交路市图书馆站至会展中心、列车开行比例2 : 1方案 ( 大交路列车 8 对、小交路 4 对 )，以现状列车旅行速度 31 km/h 计算配属列车，则需要 23 列，不足 1 列，需要 1 列备用列车上线；当列车旅行速度达到 32 km/h、33 km/h 时需要 22 列配属列车，现状配属列车可以达到行车间隔 5 min 的服务水平。

表3 2015 年列车运行交路方案调整

虽然开行市图书馆至会展中心小交路可以减少运用列车数量，提高主城区的服务水平，但是降低了北客站至行政中心区段的服务水平。市图书馆站后设有故障列车存车线，具有开行小交路折返的条件，是出现车辆或线路等系统故障情况下，系统降级运行模式下的折返，不具备日常常态化运营的功能，如果作为小交路正常运营，需要对存车线的通信信号系统进行改造，对既有运营产生影响。

3.2 调整运营设备

3.2.1 调整车站设备

根据 2012 年预测的 2020 年车站上下客流数据，凤城五路、市图书馆、大明宫西、龙首原、北大街、钟楼和小寨站大于原来初步设计的近期 ( 2021年 ) 和远期 ( 2036 年 ) 的预测数值，虽然原设计车站设施设备的最大能力理论上可以适应 2012 年预测的客流需要，但是鉴于北客站的客流特征对设备的要求、钟楼站设备的布置不均衡性及乘客的聚集效应和使用习惯，建议对自动售检票机、进出站闸机等设备进行加强。钟楼站自动售票机北端 15 台、南端 10 台分布不合理，建议进行调整或增加南端的自动售票机数量；北客站建议开通南端原来预留的部分出站闸机和进站闸机及自动售票机。

3.2.2 增加车辆配属

车辆配属与高峰小时开行的列车对数、列车旅行速度及在折返站停留时间等各项因素有关。高峰小时开行的列车对数在车型及列车编组确定的条件下由高峰小时断面客流量决定。为了满足客流需求，必须提高列车旅行速度，加快车辆周转并在适当时机增购一定数量的车辆。

（1）提高列车旅行速度。地铁设计规范和城市轨道交通建设标准均提出，轨道交通线路的平均运行速度应不低于 35 km/h，设计最高运行速度大于 80 km/h 的系统，列车旅行速度应提高[6-7]。西安地铁 2 号线设计最高运行速度 80 km/h，原设计计算初期运用车时采用的旅行速度为 35 km/h，但在2013 年投入运营后，旅行速度仅约 31 km/h，在现状设备条件的基础上，对列车运行、停站时间和折返时间尚有挖掘潜力，有提高平均旅行速度的空间和条件。因此，西安地铁 2 号线应提高各种设备的性能，尽量压缩运行时间和停站时间，平均旅行速度应达到 33 km/h 的开通初期全国普遍水平，进而达到设计规范要求的 35 km/h 水平。

（2）增加车辆配属。以 CBTC 调通为前提条件，以旅行速度 31 km/h、32 km/h 和 33 km/h，计算各研究年度的配属车数 ( 见表 2 )。①列车旅行速度 31 km/h，2014 年既有 22 列配属车不能满足运营需求，需要增购 5 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分别需要增购 4、4、7、2、4 列，即在 2021 年前共需要增购列车 26 列。②列车旅行速度达到 32 km/h，2014 年既有 22 列配属车不能满足运营需求，需要增购 4 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分别需要增购 5、3、6、3、4 列，即在 2021 年前共需要增购列车 25 列。③列车旅行速度达到33 km/h，2014年既有22列配属车不能满足运营需求，需要增购 2 列；2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年分别需要增购5、4、6、3、4 列，即在 2021 年前共需要增购列车24 列。

（3）合理确定列车的增加数量及采购时机。综上所述，从 2014 年开始每年都需要增加运用列车，根据旅速 31 km/h、32 km/h 、33 km/h，到2020 年总计需要分别增加 26 列、25 列、24 列配属列车。运用列车从申请购买到投入运营需要经过报管理部门审批、招投标、资金筹措过程，还需要考虑生产周期、生产批量、生产成本、单车造价等多个环节，同时还应考虑场段规模、列车调试等因素分阶段购买。

3.3 调整车辆段、停车场规模

随着配属车数量的增加，研究年度相应的段、场规模需要扩充[8]。根据各研究年度计算的配属车数量，2017 年可以对预留的远期规模提前建设，或者利用月周检 3 列位、静调 1 列位、吹扫 1 列位进行调剂停放列车，或者在沿线停车线停放。但是，在 2018 年前应进行段、场规模的续建，需要将预留的远期工程建成。西安地铁 2 号线渭河车辆段近期建成18 列位、远期预留 8 列位，潏河停车场近期建成 10 列位、远期预留 16 列位，则场段共有 52 列位的停放能力，将远期预留的 24 列位提前建成可以满足 2020 年以前的运营需求。

4 结束语

西安地铁 2 号线为西安轨道交通线网开通运营的第 1 条线路，其运营经验对后续线路的运营具有指导意义。西安地铁 2 号线开通 3 年来，客流呈现较快增长，给运营带来了较大压力。地铁运营追求服务水平的提高，不仅给乘客提供安全、快速、正点、舒适、温馨的服务，而且提供一定水平的服务频率即较小的行车间隔以缩短乘客的等待时间。提高服务水平压缩行车间隔，需要增加运用列车数量，相应的段场规模也需要提前考虑扩充。通过一系列应对措施的研究，未雨绸缪，可以使地铁运营更好地适应客流变化，满足客流出行需求，为城市轨道交通项目运营提供参考。

[1] 铁道第一勘察设计院. 西安市城市快速轨道交通2号线(铁路北客站一长延堡段)初步设计[R]. 西安：铁道第一勘察设计院，2007.

[2] 叶华平，汪松滋，黄 钟，等. 城市轨道交通概论[M]. 北京：中国铁道出版社，2011.

[3] 伍建国. 西安地铁二号线一期运营客流特征研究及改善建议[J]. 城市公共交通，2013(9)：30-35.

[4] 吴海军. 西安地铁二号线列车运行交路探析[J]. 铁道运营技术，2010，16(2)：28-30.

[5] 徐新玉. 城市轨道交通行车组织交路形式分析[J]. 铁道运输与经济，2010，32(9)：55-58.

[6] 中华人民共和国建设部. 中华人民共和国国家发展和改革委员会. 建标104—2008 城市轨道交通工程项目建设标准[S]. 北京：中国计划出版社，2008.

[7] 中华人民共和国国家标准. GB50157—2013 地铁设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.

[8] 尚漾波，叶霞飞. 城市轨道交通车辆段规模影响因素分析[J]. 中国科技论文在线，2008，3(10)：731-736.