城市轨道交通线路运营初近期配属列车数的计算

赵 雯

(西安市地下铁道有限责任公司运营分公司，710016，西安//工程师)

随着城市轨道交通的发展，行车间隔、列车开行密度、乘车舒适度等运营服务指标要求越来越高。在实际运营过程中，运营单位常因配置车辆不足而不得不面对“以车定运”的窘迫局面。因此找到车辆配置的制约因素，科学计算运营初近期配属列车数十分重要。

1 配属列车计算方法

1.1 配属列车数计算公式

配属列车数应为高峰最大上线列车数m车与备用车及检修车车数之和。其中，

m车=(2l/v旅+2t全折返)/t间隔

(1)

式中：

m车——最大上线列车数；

l线——运营线路长度

v旅——旅行速度；

t全折返—折返时间，包括纯折返时间，以及列车在折返站上下行站台的停站时间；

t间隔——最小行车间隔，且t间隔≤r列/R高峰，其中，r列为每列车定员人数，R高峰为高峰小时断面客流量。

由式(1)可见,除了线路长度、列车编组及列车定员等定量因素外，v旅、R高峰等变量对配属列车数影响也很大。此外，运力匹配度、配套设施、车辆生产周期、备用车及检修车设置等因素也会影响配属列车数的确定。

1.2 配属列车计算影响因素

1.2.1 客流预测

客流预测数据一般为初步设计阶段的客流预测结果。由于初步设计阶段客流预测较线路实际开通运营提前2～3 a左右，这期间城市人口规模及线路周边环境均会发生较大变化，所以初步设计阶段的客流预测结果通常会小于运营初期实际客流。以上海市轨道交通3号线为例，最初设计时预测2006年早高峰最大客流断面值为1.8万人次/h，而实际上2002年即已达到这一水平。

因此，建议在新线开通运营前由运营单位再次组织科研单位对新线开通初期的客流进行预研。一方面，可更好地为设置新线运营服务指标提供依据；另一方面，也为其他受影响线路的购车安排提供参考。

1.2.2 运力匹配度

运力匹配度的科学设置以运营后的客流需求为依据，是在保证运营服务、满足客流需求的同时，减少运力浪费、科学合理规划线路运力的过程。运力匹配的设置标准会直接影响到配属车数量的大小。运力匹配原则为：①要保证高峰满足客流、低峰考虑服务；②在开通运营初期阶段，一般按“以需定运”原则制定；为吸引客流，高峰时段列车拥挤度应控制在85%以下；③在运营近、远期阶段，一般将高峰时段各区间单向小时列车拥挤度控制在100%以下。

1.2.3 旅行速度

旅行速度会影响到列车运行周期的大小。如在设计阶段将旅行速度设置过高，则会导致运行周期过小，从而使所需配属车辆计算数小于实际需求数量。偏差较大时甚至会影响到运营服务水平。例如，西安地铁2号线在初步设计阶段将列车旅行速度设置为36 km/h左右，而实际运营中的旅行速度最高仅为33 km/h，其列车配置数量出现缺口。因此， 一方面，建议设计单位在计算列车采购数量时，应采用较小的设计旅行速度，从而为配车数量留足一定冗余；另一方面，在设计系统能力时，设计单位应提高对信号等系统的采购要求。

1.2.4 备用及检修车

根据《地铁设计规范》等标准要求，运营初期备用车和检修车在配属车中的占比应为25%。结合运营实际需求，一般备用车占比可设置为10%，检修车占比为15%。两者比例也可结合实际情况适当进行调整。

1.2.5 车辆生产周期

由于地铁车辆生产周期较长，采购时序处理不当也会造成无车可用的情况发生。根据北京及广州等城市地铁采购列车的经验，从列车增购申请立项报批至列车生产到货大概需2 a左右时间。因此，必须科学预测、缜密预判、及时行动。此外，从采购成本考虑，应避免频繁增购列车，尽量实现批量购买，以降低列车采购价。

2 案例

西安地铁2号线(以下简为“2号线”)为例计算运营初近期的配属列车数。该线于2011年9月16日开通运营，为西安市南北走向的骨干线路，线路长度26.1 km，共设21座车站(含2座换乘站)。

2.1 客流预测及调整

2号线在初步设计阶段曾预测其近期(至2021年)日均客运量为76.49万人次，高峰小时最大断面客流量为2.59万人次/h。实际上，2号线在2017年初的日均客运量就已达约73万人次，其早高峰最大小时断面客流量为2.7万人次/h，已接近设计文件中2021年的客流预测指标。为确保其配属列车数更为科学合理，故结合实际客流增长规律对预测数据进行调整。

通过研究北京地铁等其他成熟城市地铁的客流增长规律发现，各地地铁客量流变化趋势非常相似，而且线网扩张对骨干线路的影响更为显著。伴随着相邻新线的开通，一般骨干线路在开通初期及近期日客运量上升幅度均较大，而远期增长则相对缓慢。以2号线2012—2017年的月度客运量数据为基础，以前一年的各月度客运量为基准值，通过月度同比的方式，分别计算出2号线每年的年变系数。排除客流异动因素，2号线年变系数均为1.1，即2号线客运量年度自然增长幅度约为10%左右。根据历史客流增长规律，对2号线初近期(2018—2021年)客流预测值调整结果如表1所示。

表1 2号线2018—2021年客流预测调整值

2.2 周期及配属列车数计算

目前2号线运行周期为104 min，配属列车数为47列。根据运力匹配原则，计算得到2号线运营初近期最大上线列车数及配属列车总数(如表2所示)。

由表2可见，随着年份推移，2018—2021年2号线配属列车需求数逐年递增。因此，需综合考虑赠购车到货年限、场段停放能力及采购价成本等因素，合理安排采购数量及时机。

表2 2号线运营初近期配属车数

3 结语

本文从线路配属列车数计算公式入手，结合实际运营问题分析了影响城市轨道交通配属列车数计算的五大因素。通过结合运营实际困境对五大因素进行深入分析，给出明确的设置标准及优化方案。最后以西安地铁2号线为例，结合优化方案计算出2号线初近期配属列车数，为其车辆采购需求提供依据。同时需指出的是，虽然城市轨道交通设计与实际运营的配置列车数计算方法不可避免地存在差异，但是通过加强运营单位与设计单位的沟通合作，可以用设计单位的全局观来扩大运营单位的视角，用运营单位的实践经验来填补设计缺陷，从而缩小差异。

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