轨道交通灵活编组及其组合运输组织特点的探讨

雷晓瑜，杨国飞，易晨阳，马 骞，刘彦君

LEI Xiao-yu1，YANG Guo-fei1，YI Chen-yang2，MA Qian1，LIU Yan-jun3

(1.深圳市地铁集团有限公司8号线建设分公司，广东深圳518000；2.华东交通大学轨道交通学院，江西南昌330013；3.北京交通大学交通运输学院，北京100044)

(1.Line 8 Construction Branch Company， Shenzhen Metro， Shenzhen 518000， Guangdong， China； 2.School of Rail Transit， East China Jiaotong University， Nanchang 330013， Jiangxi， China； 3.School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China)

轨道交通灵活编组及其组合运输组织特点的探讨

雷晓瑜1，杨国飞1，易晨阳2，马 骞1，刘彦君3

LEI Xiao-yu1，YANG Guo-fei1，YI Chen-yang2，MA Qian1，LIU Yan-jun3

(1.深圳市地铁集团有限公司8号线建设分公司，广东深圳518000；2.华东交通大学轨道交通学院，江西南昌330013；3.北京交通大学交通运输学院，北京100044)

(1.Line 8 Construction Branch Company， Shenzhen Metro， Shenzhen 518000， Guangdong， China； 2.School of Rail Transit， East China Jiaotong University， Nanchang 330013， Jiangxi， China； 3.School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China)

在阐述我国城市轨道交通发展现状的基础上，针对灵活编组运输组织能够较好地适应于客流时间分布不均衡特性的特点，结合其他运输组织模式，分析灵活编组与共线运行、灵活编组与多交路、灵活编组与快慢车运行3种组合运输组织模式及运营特点。同时，结合国内外城市轨道交通灵活编组与组合运输组织的运用情况，提出其对我国城市轨道交通运输组织的启示。

城市轨道交通；灵活编组；运输组织模式

0 引言

城市轨道交通因其大运量、快捷、舒适、安全、环保等优势已经成为解决城市居民大规模出行最重要的交通方式之一，我国众多城市相继建立以城市轨道交通为骨干的公共交通系统发展体系。而传统运输组织模式在面对日益复杂的城市轨道交通网络化运营条件下的客流输送问题时，难以实现运营效益最优化。随着城市轨道交通日常客流出行规律的不断挖掘，运输组织模式创新是解决客流与运能有效匹配、实现系统能耗节约及社会经济效益最大化的关键手段。

灵活编组运输组织是指根据城市轨道交通在不同区段、时段下的客流特征，在保证较高列车服务频率的条件下，通过在车辆段或车站灵活改变列车编组长度来实现客流需求和运力最佳协同的运输组织技术，是用于解决其时间分布不均衡性的重要运输组织模式之一。因此，灵活编组运输组织技术不仅可以更好地实现客流与列车能力的平衡匹配，而且基于车站解编作业能避免列车频繁出入车辆段所导致的空载牵引耗电，并且可以减少固定编组模式下列车低满载率时的牵引耗电，提高运输经济性上的优势[1]。但是，由于列车在进行解编作业时会对前、后列车运行线产生一定影响，进而影响线路能力，因而灵活编组只适用于在线路能力相对富裕的情况，并且其对解编技术标准、设施设备条件及运输组织方式等方面存在较高要求。此外，由于灵活编组运输组织成本相对较高，只有在客流需求差异较大的情况下采用才更加经济有效。综上所述，灵活编组是在线路能力相对富裕并且客流需求差异较大的前提下所采用的相对较优运输组织模式。

受乘客出行需求的影响，城市轨道交通客流在时空分布上存在不均衡性。由于灵活编组运输组织可以通过改变列车编组减少运能与客流时间的不均衡性，当灵活编组与其他运输组织模式相结合时可以更好地兼顾客流在空间分布上的不均衡特性，节约系统能耗，提高社会经济效益。

1 灵活编组及其组合运输组织分析

编组形式、停站方式、交路形式是运输组织模式的基本组成要素，在客流特征和设施设备均满足要求的条件下，可以综合列车运行的交路形式和停站方式，进行基于灵活编组的组合运输组织模式研究，一般包括灵活编组与共线运行组合模式、灵活编组与多交路组合模式及灵活编组与快慢车运行组合模式 3 种。

1.1 灵活编组与共线运行组合模式

共线运行是指某一运营公司所辖运行线路不完全相同的列车共用某段线路的运输组织方式，具有以下特点：共线区段的车站车流量汇集，列车发车频率高；不共线的分支区段受共线区段通过能力影响，车流量少，列车发车频率较低[2-3]。因此，一般将共线区段修筑在繁华市中心，分支区段由市中心向郊区发散，呈现放射形状，共线运行线路示意图如图1 所示。

图1 共线运行线路示意图

由于列车在共线区段汇合、非共线区段分散，因而客流也存在市区集中、郊区分散的特点，这为灵活编组与共线运行的组合运输组织模式提供支持，在德国、日本轨道交通中较为常见的“翼型列车”即为灵活编组与共线运行的组合运输模式，其示意图如图2 所示。

图2 灵活编组与共线运行的组合运输模式示意图

该组合模式具体表现在以下方面：在城区的共线区段，多组列车重联运行；在郊区站，列车联挂或拆解，分别在非共线区段的线路上独立运行。该组合模式具有以下优势：①能够兼顾客流在时间和空间上的分布不均衡性，使运能与客流的匹配程度更高，充分利用区段通过能力和列车客座能力；②缓解线路终端换乘站的换乘压力；③最大限度提高旅客直通比例，减少旅客换乘次数。但是，该组合模式也存在一些限制条件，包括：①线路与列车的兼容性问题，线路与车站设施，供电、信号、调度等一系列配套系统，不同运营公司的票务清分等问题；②列车解编作业的效率问题，如果效率低下，则会对线路通过能力产生极大影响；③客流限制条件，如果客流量太大，则共线区段通过能力十分紧张。

根据上述限制条件，灵活编组与共线运行的组合模式需要满足一定运用条件，具体表现在运输组织、设施设备与客流条件等方面。在运输组织上，应满足较高的列车解编效率，以减小列车解编对前、后列车运行线铺画及线路通过能力的影响。在设施设备方面，解编站应设置专门的解编设备，根据解编需求设置解编线，配置与之适应的信号系统。在客流方面，应在一定客流量范围内，满足共线区段客流相对较大，非共线区段客流相对较少的特点。此外，在实施该组合模式的过程中，客流组织工作也应进行相应的完善，具体表现在当带客进行列车拆解时，应及时做好客流引导工作，确保乘客不错乘。

1.2 灵活编组与多交路组合模式

多交路运输是指针对较长线路上客流分布的区段差异性，某一运营商在同一线路上开行 2 种或 2 种以上交路形式列车的运输组织技术，是相对常见的运输组织方式之一[4-5]，多交路示意图如图3 所示。多交路行车组织方式具有以下优势：①可以根据区段客流的差异对运能进行合理匹配，提高运能利用率；②还可以节约列车资源，确保全线各客流区段内列车的合理负荷和服务水平。多交路行车组织方式的劣势在于需要在中间站设置折返线及其他折返设备，并且部分径路的直达性较低，导致乘客换乘次数增加。

对于灵活编组，列车在运行过程中拆解会涉及被拆解列车前车与后车的运行径路问题。因此，在设计前、后车的运行径路时，可以令前车继续向前行驶，后车在解编车站折返，形成不同交路，灵活编组与多交路的组合运输模式示意图如图4 所示。

图3 多交路示意图

图4 灵活编组与多交路的组合运输模式示意图

灵活编组与多交路的组合模式即是将列车的折返作业与解编作业相接续，对长线路运营水平和服务效率的提高存在比较显著的作用。但是，由于列车的解编作业和折返作业均会对运行线的铺画产生影响，当某列车发生晚点时，后续列车运行恢复的难度会更大。因此，该组合模式的实施会面临诸多困难，并且对列车解编作业和折返作业的效率存在更高要求。

1.3 灵活编组与快慢车运行组合模式

快慢车运行是指根据断面客流量的大小来确定快、慢车的不同停站方案。快车与慢车的旅行速度大致相同，但快车停站少，因而全程的旅行时间会较短。快慢车是根据乘客运输时效需求的差异性、客流空间分布不均衡特性而设计的 2 种不同停站方案的运输产品[6-7]。因此，快慢车运行有利于实现线路运能的合理分配，并且给予乘客多样化的出行选择。根据运营方式的差异，快慢车运行目前分为 2 类：①快车与慢车在同一条线运行，该方式是快慢车运行中最常见的方式，如法国的 RER 市域快线、日本筑波快线、上海地铁 16 号线等；②快车与慢车各自具备独立运行线路，如纽约地铁。快慢车线路独立运行示意图如图5 所示。

图5 快慢车线路独立运行示意图

与灵活编组适应性较高的是第 1 种快慢车运行模式，即快车与慢车共用运行线，因而需要设置越行站供慢车待避快车。慢车待避的过程可以与灵活编组的列车解编作业过程相适应；越行站经过改造可以兼顾解编车站的功能。但由于其运输组织十分复杂，该组合模式的可行性还有待进一步探讨。

2 国内外运用情况分析

目前，国内外运用灵活编组技术的城市轨道交通相对较少，主要集中在日本和欧洲地区。

2.1 国外运用情况分析

共线运行虽然在国外城市轨道交通中较为常见，如巴黎的 RER-B 线等，但受客流、设施设备等多因素限制，未能与灵活编组相结合。灵活编组与共线运行的组合目前多应用于贯通城郊地区的市郊铁路上。根据乘客集中于市中心、在郊区分散的特点，市郊铁路一般呈现市中心的线路区段共线运营、郊区的线路区段向外发散的结构特征，如柏林的 S-Bahn。S-Bahn 上运行的单组列车为 6 节编组，在平峰时段以单组运行；高峰时段，单组列车在郊区的非共线区段运行，在市区的共线区段则实现 2～3 组列车的重联运行[8]。列车在郊区站进行联挂或拆解，解编作业效率高，一般全程不超过 5 min。

灵活编组与共线运行的组合也被形象地称为“翼型”列车，在日本具有比较广泛的运用[9]。在日本东京都市圈，地铁、JR 铁路和民营铁路之间的线路直接连通，共线及跨线运营里程达到 580 km 以上。除银座线、丸之内线、大江户线以外的 11 条地铁线路与其他城市轨道交通线路均实现共线及跨线运营。美国旧金山地铁蓝线上运行的 3 节编组列车在 Duboce & Church 站拆解为 2 节和 1 节编组的列车 2 列，分别开往不同线路。

2.2 国内运用情况分析

目前，我国城市轨道交通尚未采用灵活编组模式，大部分采用固定编组，少部分采用仅在车辆段进行解编作业的大小编组模式。例如，广州地铁 3 号线在运营初期采用单组列车为 3 节编组的固定编组模式，而且进入运营初期和中期过渡时，在高峰时段 2 组列车联挂成 6 节编组列车运行，在平峰时段仍然单组运行。此外，上海地铁 16 号线实施快慢车运行，但跨站停的“快车”在运营不到 1 年的时间里暂停开行。

目前，创新化的运输组织模式在我国较难顺利实施的主要原因如下。①我国城市轨道交通肩负着较大的客流输送压力，多样化的运输组织模式在实施过程中存在诸多风险，如客流预测与现实客流量存在较大误差的风险，乘客对新模式难以适应的风险等。②我国处于快速发展的阶段，城市规划的不断完善对客流预测的准确性造成较大影响。上述问题的存在，给非传统运输组织方式的实施带来限制，使新模式在实施一段时间后，往往又恢复至传统运输组织模式。因此，在实施非传统运输组织模式时，一方面应加紧相关设施设备的完善；另一方面应为预测客流划定一个合理范围，而非一个定值，并且在数值范围内提出相应的设施设备购置、人员培训等方案，以减少客流预测误差较大给城市轨道交通正常运营带来的困难。

3 对我国轨道交通运输组织的启示

灵活编组及其组合运输组织在与客流时空分布规律的匹配上具有显著优势，但在实施上还存在一些困难。分析灵活编组及其组合运输组织特点，对我国轨道交通运输组织有以下启示。

（1）灵活编组运输组织模式应用范围。灵活编组是在线路能力相对富裕并且客流需求差异较大的前提下所采用的相对较优的运输组织模式，因而在分析线路能力和客流需求的基础上，应从整体经济性、效益性角度出发，综合判定其是否采用灵活编组运输组织模式。

（2）灵活编组运输组织模式的优势。灵活编组在运输经济性和旅客服务水平上均有比较显著的体现。一方面，根据不同区段、时段的客流需求而改变列车编组长度能够较好地适应客流时间分布规律，提高运能利用率；另一方面，客流低谷时段较稳定的列车开行数量，可以保证较好的列车服务频次，提高旅客服务水平。但是，在列车解编的过渡时段，灵活编组避免了由列车频繁出入车辆段所导致的空载牵引耗电，因而其在系统能耗的节约上具备更加显著的优势。

（3）灵活编组组合运输组织模式的适应性。灵活编组与共线运行、多交路或快慢车运行等相结合的运输组织模式，能够兼顾客流在时间与空间上的分布不均衡性，使运能与客流的匹配程度最佳。其中，灵活编组与共线运行的组合模式在国外存在较广泛的运用，而后 2 种组合模式，在运输组织上更加复杂，对设施设备条件的要求更多，因而极少组合运用。在满足客流和设施设备条件的情况下，我国城市轨道交通中的部分“Y”型线路可以考虑采用“翼型列车”的组合模式，以实现运能与客流时空分布特征的最佳匹配。

（4）解编车站位置的选取。与传统运输组织模式相比，灵活编组组合运输组织模式对运输组织、客流组织及设施设备的技术保障要求更加严格，灵活编组涉及列车解编效率、列车运行线铺画等方面的问题，因而解编车站位置的选取也非常重要。

（5）基础设施保障。由于客流预测的不确定性、设施设备和运输组织能力的局限性，该创新化运输组织模式的顺利实施还需要克服诸多障碍。因此，在实施新模式之前，一方面应把握预测客流的合理范围，制定相应措施以减低误差风险；另一方面应保障配套设施设备的能力，为新模式的实施提供硬件基础。

4 结束语

城市轨道交通作为缓解城市交通拥挤的重要交通工具，随着我国城市轨道交通运营里程的不断增长，科学、合理的运输组织模式优化是完善客流输送、节约系统能耗的重要手段。灵活编组可以使运能与客流的时间分布规律相匹配，并且结合其他运输组织模式以兼顾客流的空间分布规律，以实现运输效益和服务的双赢，但多样化的运输组织模式在我国城市轨道交通的运用不够成熟，在客流预测精度、配套设施设备和运输组织能力等方面有待进一步加强。因此，我国城市轨道交通应充分汲取国外相关经验和教训，因地制宜、扬长辟短，综合考虑乘客需求、外部环境和规划建设之间的特点，实现人性化需求与服务的良性循环。

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责任编辑：吴文娟

2015 年铁路暑运圆满收官

2015 年暑运，旅客发送总量和单日旅客发送量均创历年新高，运力安排为历年之最，运输安全保障能力不断提高，服务内容和服务方式不断创新，品牌带动服务品质提升，实现了让旅客“安全出行、方便出行、温馨出行”的目标。

暑运 62 天，全国铁路累计发送旅客 5.045亿人，同比增加 4 151 万人，增长 9.0%，创铁路暑运旅客发送量新纪录。暑运期间，铁路旅客发送量持续高位运行，日均达到 813.7 万人。暑运客流高峰分别出现在 7 月中旬和 8 月下旬。

运输能力安排为历年之最。全国铁路日均开行旅客列车 5 637 列，同比增加 733 列，其中动车组列车 3 305 列，同比增加 691 列。全路增开了重庆北至深圳北、北京南至沈阳、北京至青岛、包头至南宁、上海南至重庆北、济南至宁波、银川至杭州、西安至平凉等跨铁路局中长途旅客列车 23 对。

动车组列车发送旅客占比加大。全国铁路发挥高铁成网优势，对高速铁路(以下简称高铁)、客运专线实行高峰运行图。合福高铁、沪昆高铁新晃西至贵阳北段、郑焦铁路等新线在 6 月开通，加之 2014 年年底开通的贵广、南广等新线首次在暑运中发挥作用，运输能力大大提升。动车组旅客发送量达到 2.213亿人，占铁路旅客发送总量的 45.7%，同比增加 29.8%。沪昆高铁新晃西至贵阳北段开通运营后，贵阳至上海间的铁路运行时间压缩为 9 h，暑运期间，共有 1 339.2 万名旅客乘坐沪昆高铁出行。

旅游列车大量开行。暑运期间，大量游客选择乘坐火车出行，全路安排开行跨铁路局中长途旅游列车 147 列。北京、太原、郑州、武汉、西安、上海、南昌、成都等铁路局从数 10 个城市组织旅游专列开往新疆，助力新疆旅游。乌鲁木齐铁路局结合疆内各地区特色旅游活动，开行 “吐鲁番葡萄节专列”“油菜花旅游专列”“伊犁旅游专列”等涵盖高铁、普速铁路的疆内旅游列车共计 64 列。沈阳铁路局以长白山、阿尔山等旅游景区为重点，组织开行沈阳北至海拉尔、延吉至霍林郭勒、图们至大连、山海关至松江河的观光列车共计 103 列。

（摘自《人民铁道》报）

Discussion on Flexible Formation of Rail Transit and Its Characteristics of Combined Transport Organization

Based on expounding development status of urban rail transit in China, targeting with the transport organization of flexible formation could better adapt for the characteristic of unbalance time distribution of the passenger flow, and combining with other transport organization modes, this paper analyzes 3 types of combined transport organization modes including flexible formation combined with mixed operation, flexible formation combined with multi-route and flexible formation combined with fast and slow trains, and also analyzes their operation characteristics. At the same time, combining with the utilization status of flexible formation and combined transport organization of urban rail transit in China and foreign countries, the paper puts forward the revelation of the 3 combined transport organization modes on the transport organization mode of urban rail transit in China.

Urban Rail Transit; Flexible Formation; Transport Organization Mode

1003-1421(2015)09-0064-06

U492.4+1

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.09.14

2015-06-17

广东省教育部科技部工信部中国工程院产学研结合项目专项资金资助 (2012B090500022)