城市轨道交通Y型交路应用分析与建议

艾文伟

城市轨道交通Y型交路应用分析与建议

艾文伟

（上海轨道交通运营管理中心，上海 200070）

分析城市轨道交通Y型交路的形式，列举Y型交路方案、交路特点、适用条件及交路方案制定的影响因素。对Y型交路交汇站进行重点分析，通过对交汇站设计要求、行车组织、客运组织、应急处置等方面的特点分析及交汇站常用站型的梳理，提出Y型交路存在相互制约、灵活性差、存在运营风险等问题。结合上海地铁11号线的运营案例，总结上海地铁运营经验提出Y型交路的应用建议，更好地提升Y型交路在今后城市轨道交通的应用性。

城市轨道交通；Y型交路；运营；分析与建议

随着城市轨道交通规模的不断扩大，同时配合城市的规划和发展，轨道交通已不仅仅服务于中心人流密集区，而是逐渐形成线网，服务于整个城市各个区域的出行客流。为合理有效地分配运能运力，轨道交通通过开行不同交路的运营方式，以满足不同时段、不同区域的客流出行特征，Y型交路就是其中的一种。然而，Y型交路与传统的大小交路相比，在交路形式、行车组织、客运组织、应急处置等多方面均有所不同。

1 Y型交路形式及适用条件

与传统的运行交路不同，轨道交通线路条件本身决定了是否具备Y型交路运行的可能性。因此在线路设计之初，必须充分考虑线路的运能与乘客出行需求的匹配性。客流特征应呈现为主支线的客流相对匀称或成一定比例且相对稳定，可通过调整开行比例满足主支线客流需求。

同时，若线路设计为Y型线路，必须按照Y型交路的运营方式配套相关轨道、信号、供电、客运组织等设备条件，同时结合长期的城市规划，考虑Y型线路的延续性。

根据不同的主支线客流特点、客流量、线路及设施设备条件，Y型交路可选择不同的交路方案，以满足不同时段、不同客流特征的出行需求。如表1所示。

表1 Y型交路形式及适用条件[1-2]

制订交路方案需要考虑多种因素的影响，包括线路各区段客流情况的预测及分析、线路配线及设备条件对行车组织的限制、线路能力（追踪、折返、交汇）对行车组织的影响等。具体来说Y型交路的设计需要考虑以下7点：一是充分考虑线路的客流量及分布规律；二是以方便大多数出行为目标，提高乘客出行的直达性；三是考虑城市轨道交通行车组织的操作性和灵活性；四是考虑列车运行交路设置的可延续性和匹配性；五是考虑线路能力及相匹配的设备条件；六是考虑行车组织的可行性和安全可靠性；七是考虑客运服务的优质性和难易程度[3]。

2 Y型交路交汇站特点及常用站型

交汇站是指连接主线与支线的轨道交通车站，其基本特征是将主线与支线进行连通，从而形成连通型轨道交通网络。交汇站在Y型线路中占有重要的地位，交汇站的站型直接决定着全线的列车开行交路模式[4]，其配线设计的方案直接影响行车组织以及运营调整方案的制订。

2.1 交汇站的特点

1）设计要求更高。交汇站作为Y型线路的分岔点，其站型设计相对要求较高，车站设计也相对较复杂。从客运组织而言，交汇站的设计方案基于Y型线路的客流需求特征[5]；从行车组织而言，交汇站很可能成为线路通过能力的瓶颈。

2）行车组织方式更复杂。针对不同客流特点，需设计不同的合理运营方案。由于共线运行时，轨道交通网络系统的能力将主要取决于共线区段线路的通过能力，因此，会造成线路列车运行的不均衡。在交汇站存在交叉干扰，相关线路的列车运行相互影响较大。

3）客运组织更复杂。非共线区段列车运行间隔较长，将影响非共线段客流的出行。共线运行区段的客运组织工作相对复杂，为保证乘客能够有方便的乘车、换乘条件，采用Y型交路运营的线路车站应设置清晰的乘客导向标志和信息公告系统。同时，采用Y型交路运营的线路，其售检票系统应互相兼容，方便乘客一票出行。

4）应急处置更复杂。当一条线路的列车由于车辆、设备故障或其他原因不能正常运行，造成列车发生延误时，需同步考虑主、支线的相互影响，采取合理的运营调整措施，尽可能减少事故的影响范围。

2.2 交汇站的常用站型

根据线路分布及运营组织方案，交汇站可分为无列车折返交汇站和有列车折返交汇站[6]。

2.2.1 无列车折返交汇站

无列车折返交汇站的站型主要有3种。其中图1(a)为两线站型，是最简单的接轨布置形式；图1(c)为四线站型，这种站型作为交汇站的基本图型较为合理。其主要理由为：

1）每一方向配置2条近站台的到发线，满足2个方向列车同时到达或出发，增加了作业组织的机动灵活性；

2）采用立交方式，疏解了干支线2个主要行车交叉点，安全得到保障；

3）岛式站台布置，使得上行或下行方向的干支线列车可同站台停靠，提供了最佳的换乘条件；

4）车站设备简单，管理方便。

图1 Y型线路无折返交汇站常用站站型[6]

2.2.2 有列车折返交汇站

对于主支线衔接的交汇站，考虑到主支线客运需求的差异，支线列车也可安排在交汇站折返，驳接主线客流。因此，按列车运行交路种类，有列车折返交汇站线路的Y型交路可分为2种情况。

1）支线完全独立运行，在交汇站折返，各交路无共线区段。这种组织模式下，列车运行组织简单，主支线列车无相互干扰，但所有乘客需要在该站换乘。

2）支线可独立运行，且支线可与正线列车联通运行。这种运输组织模式较为复杂，但运输组织灵活，可以根据客流情况方便调整支线列车数量与比例。杭州地铁1号线为该类交汇站的一种站型，既能满足支线独立运行，又可选择与主线联通运行，如图2所示。

2.2.3 复杂的Y型交汇站

在一些开行方案复杂的线路上，交汇站配线设置要求更高，车站配线及站台设置较多。图3和图4分别为巴黎的RER-A线Nanterre-Prefecture站和柏林地铁1、2、3号线的Wittenbergplatz站。

图2 杭州地铁1号线Y型交汇站线路

图3 RER-A 线Nanterre-Prefecture站

图4 柏林地铁1，2，3号线的Wittenbergplatz站

3 Y型交路存在的问题

3.1 相互的制约关系

Y型交路在共线段存在着相互制约与影响，各交路的列车运行存在一定的约束关系[7]，主要体现在运能、行车间隔和运营调整的相互制约。

1）运能上的相互制约。为实现Y型线路主支线运行的运营方式，交汇站需办理主支线的接发列车作业。然而当Y型线路运能达到一定程度时，道岔转换、主支线列车汇入等行车作业，将成为整条线路提升运能运力的瓶颈，瓶颈值则主要取决于配线设计及信号设计。

配线设计必须以接发车方式灵活，尽量提高运营效率、减少相互影响和干扰为原则，设置合理的配线方案。另外，支线的接入位置（站台/区间）、接入方式都会对交汇处的运输能力产生较大影响。

信号设计必须以确保安全条件下尽可能缩小防护区段、提高运营效率、降低故障情况下的运营影响为原则，对交汇处的列车运行防护、轨旁联锁等设计方案重点考虑，从而提高整体运能运力。

2）行车间隔上的相互制约。Y型线路主支线运营条件下，主、支线行车间隔必须按一定比例开行，从而形成了主、支线行车间隔相互制约的问题。一旦主线或支线客流发生变化且客流特征不成比例，需对其中某段进行行车间隔的调整，那么另一段线路行车间隔也需进行相应的调整，导致可能出现主线（支线）运力不足，支线（主线）运力过剩的问题。

3）运营调整的相互制约。当主（支线）发生运营延误，需通过运营调整手段恢复正常运营时，必须同时兼顾两端线路的运营延误影响，对运营调整手段、调整能力提出了不小的要求。另外，由于受到相互制约的关系，较单一线路其运营恢复可能需要更长时间。

3.2 灵活性差

为保障主支线的客运需求，在编制运行图时即按照一定比例分配。在实际运营过程中，若需临时调整列车改变目的地，将同时影响主、支线双方的行车间隔。与大小交路相比，小交路列车同时服务于大交路的区段，而Y型交路在主支线部分各自服务于自身的客运需求，因此调整的灵活性相对较差。

当Y型线路沿线客流需求达到一定程度，或客流特征发生变化，造成调整Y型线路开行比例仍无法满足客运需求时，建议考虑拆分主、支线，形成独立的2条线路，分别对应各自的客流特征。因此，建议在Y型线路建设初期即考虑远期独立成线的可能性，做好设施设备的预留条件，尽可能降低改造成本。

3.3 存在的运营风险

除设施设备故障给运营带来的风险外，Y型交路运营线路相较其他线路，存在列车开错方向的运营风险，即计划主（支）线列车驶入支（主）线，造成一定的运营秩序紊乱。开错方向主要由以下原因造成：

1）分配错误的目的地号[8]。信号系统或人工分配的目的地号与计划不一致，造成信号触发错误的进路，列车驶入错误的方向。

2）前方进路未正常解锁。由于列车间隔较短或设备原因，造成前方列车通过后进路没有正常解锁，后续另一方向列车到达后仍按照原有路径驶入错误的方向。

3）人工手动排列错误进路。当出现应急情况，需要行车调整时，运营调度员或车站行车值班员通过手动排列进路的方式为列车准备进路，造成错误进路办理，列车驶入错误的方向。

4）道岔故障手摇道岔办理错误进路。当出现道岔故障需进行手摇道岔作业时，由车站人员根据运营计划控制列车运行方向，若道岔位置与计划不符，可能造成发出列车驶入错误的方向，甚至造成接入列车挤岔掉道的严重后果。

为避免运营风险，各行车岗位需重点关注交汇站的进路准备情况，共同确认列车运行进路与计划实施的一致性。同时，可以通过增加辅助设备，如方向指示器等，以提醒行车人员确认正确的运行路径。

3.4 上海地铁11号线Y型交路的问题分析

上海地铁11号线是一条典型的Y型线路，含主线（嘉定北站至迪士尼站）和支线（花桥站至嘉定新城站）两个部分，主支线段交汇于嘉定新城站。自2010年3月29日支线段接入11号线后，11号线实现了Y型交路运营。支线的接入，解决了安亭、花桥地区人们的出行需求，然而11号线线路的多次延伸、不断增长的客流需求及不断提升的运能运量，都给Y型交路的计划编制造成了一定的困扰。

1）Y型交路的运能分配难以适应客流特征的变化。自11号线实现Y型交路运营后，先后完成了3段延伸线的开通运营，造成11号线的客流量大幅增长，客流特征也随着每一次延伸线的开通而发生变化。当客流的量变达到一定程度，最终对运能提出更加精准的要求，此时主支线的客流比例就变得尤为重要。不稳定的客流特征或不平衡的客流需求就会给Y型交路的运能匹配造成困难。

2）运能增长受到交汇瓶颈限制。线路的运能在一定程度上取决于线路配线能力。根据客流增长的需求，11号线共线段高峰列车运行间隔需达到2 min，而嘉定新城站（交汇站）受到进路相互干扰的影响，交汇能力成为线路运能提升的制约点。为尽力满足共线区段的高峰运能需求，不得已增开南翔至三林的嵌套小交路，这加大了调度运营指挥的难度，支线的运能却仍受到限制。交路如图5所示。

图5 上海地铁11号线交路

3）重大活动及节假日打破客流的平衡性。如每年一届的F1赛事，据统计，F1正赛当天该站客流量约6.73万人次，且集中在开场前及散场后的时间段内。上海赛车场站作为支线上的一个车站，运力投放上受到主线段运营的制约，在保证主线段基本服务水平的前提下，尽可能多地投入运力。

4 Y型交路的应用建议

1）充分考虑Y型交路的适用性。鉴于Y型交路对于运营组织管理存在诸多的相互制约因素，因此决定建设Y型线路之前，应充分考虑该线路的适用性，提高客流预测的准确性，不能仅着眼当前的客流量及客流分布，对于城市建设、人口增长要有充分的预估，并对以此为基础的客流出行特征进行分析。合理、可行的列车交路能充分利用资源、降低运输成本，在不降低服务水平的前提下提高通过能力和车辆运用效率[9]。若符合Y型交路特征，则Y型线路将发挥其特有的优势。

2）提高Y型交路交汇站的配线标准。交汇站是Y型交路中最为关键的车站，交汇站的配置优劣将直接反映整条线路的运营能力。因此，为整体提高线路能力，建议从行车组织、客运组织及应急处置的可变性和灵活性出发，通过优化交汇站的配线设计、站台/站厅布置等方面来提高Y型交路交汇站的配置标准。

3）预留改造及独立成线的可能性。由于城市的发展，城市中心不断的扩大以及各规划与政策的颁布实施，无法保证客流的长期稳定。而Y型线路又受限于交汇点，存在运量的瓶颈，且无法满足客流的大幅增长及人口增长造成的主支线客流比例失衡。同时，还应考虑城市区域扩大可能带来的线路延长问题，而当支线长度大于15 km时，就需要按既能贯通又能独立折返运行的线路要求设计[10]。因此，建议预留支线独立成线的可能性，在设计阶段做好各专业条件的预留，为今后的改造创造可能和空间。

5 结语

在城市轨道交通飞速发展的今天，为应对不同的客流需求，各种线路设计、开行交路、运营方案应运而生，Y型交路以其独有的特点，定会在其中占有一席之地。目前，上海轨道交通3/4号线、10号线、11号线均为Y型交路，通过总结运营经验，从线路设计、客运组织、运营处置等方面继续探寻Y型线路的运营模式，仍将是轨道交通运营管理的重要课题。

[1] 梁强升, 杨普杰, 卢锦生. 城市轨道交通Y形线路运营交路研究[J]. 城市轨道交通研究, 2009, 12(8): 28-31.LIANG Qiangsheng, YANG Pujie, LU Jinsheng. On Y-shaped line operating organizations of urban rail transit[J]. Urban mass transit, 2009, 12(8): 28-31.

[2] 卢锦生, 杨普杰, 梁强升. 广州地铁三号线Y字型线路运营交路实施研究[J]. 科技创新导报, 2008(29): 14.

[3] 朱彤. 城市轨道交通Y型线路列车运行交路的研究[D]. 兰州: 兰州交通大学, 2014.

[4] 张振宇. 城市轨道交通Y行运行交路研究[J]. 交通与运输, 2016, 32(6): 19-21. ZHANG Zhenyu. Study on Y-shaped line operating orga­nizations of urban rail transit[J]. Traffic & transportation, 2016, 32(6): 19-21.

[5] 张岩. 城市轨道交通Y型线路节点研究[J]. 都市快轨交通, 2011, 24(1): 58-61.ZHANG Yan. Research on Y-type line node of urban rail transit[J]. Urban rapid rail transit, 2011, 24(1): 58-61.

[6] 同济大学交通运输工程学院. 上海轨道交通“复杂交路”线路行车组织方案研究[R]. 上海, 2014.

[7] 江志彬, 徐瑞华, 吴强, 等. 多交路共线运行的城市轨道交通车辆运用优化[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2014, 42(9): 1333-1431.JIANG Zhibin, XU Ruihua, WU Qiang, et al. Optimal model for using of transit unit based on shared-path rail transit route[J]. Journal of Tongji University (natural science), 2014, 42(9): 1333-1431.

[8] 郑伟, 程兴. 地铁Y型交路组织研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2012(11): 372-373.

[9] 徐瑞华, 李侠, 陈菁菁. 市域快速轨道交通线路列车运行交路研究[J]. 城市轨道交通研究, 2006, 9(5): 36-39.XU Ruihua, LI Xia, CHEN Jingjing. Optimization of routing mode on regional express rail[J]. Urban mass transit, 2006, 9(5): 36-39.

[10] 地铁设计规范: GB 50157—2013[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2014.Code for design of metro: GB 50157—2013[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2014.

（编辑：郝京红）

Analysis and Suggestions on the Application of Y-type Loops in Urban Rail Transit

AI Wenwei

(Shanghai Metro Operation Management Center, Shanghai 200070)

This paper analyzes the patterns of Y-type loops and lists relevant routing schemes, routing features, applicable conditions, and the influencing factors of routing schemes. Considering aspects of design requirement, traffic organization, passenger organization, and emergency disposal, the paper analyzes junction stations in detail and card types of common junction stations. The problems of mutual restriction, poor flexibility, and operation risk of Y-type loops are put forward. This paper summarizes the operation experience of Line 11 of the Shanghai Metro and proposes suggestions that could enhance the applicability of Y-type loops in future.

urban rail transit; Y-type loops; operation; analysis

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.05.022

U231

A

1672-6073(2018)05-0117-06

2018-01-09

2018-01-25

艾文伟，男，硕士，高级工程师，从事城轨交通运营管理、调度指挥与应急处置工作，2540381441@qq.com