石家庄地铁?1?号线大小交路开行方案研究

王洋 赵利

摘 要：以石家庄地铁 1 号线二期工程的运营现状为背景，重点分析 1 号线客流空间分布特征，结果表明：1 号线南村站 — 福泽站区段列车的运能利用率较低，断面客流分布极不均衡。文章分别从大小交路开行区段、行车间隔的设定、优化效果和客运组织 4 个方面对 1 号线采用的大小交路开行方案进行研究，为 1 号线行车组织方案的优化提供依据。

关键词：地铁;客流特征;大小交路;开行方案;客运组织

截至2019年12月31日，我国内地（不含港澳台）累计有40个城市开通城市轨道交通线路，运营线路总长度达6730.27km[1]。随着城市轨道交通线路的不断延伸和网络化特征的逐步形成，采用何种列车开行方案成为运营企业面临的一个难题。列车交路开行方案的制定需综合考虑线路形式、配线分布、客流特征、客运组织等因素，是城市轨道交通行车组织方案中最核心的内容。合理的列车交路方案既能提高列车的运行效率，避免不必要的运能浪费，又可为乘客提供优质的运输服务，降低企业的运营成本[2]。本文以石家庄地铁1号线二期工程开通以来的运营现状为背景，综合考虑线路形式、客流特征、行车组织和客运组织等内容，对1号线开行大小交路方案的必要性和可行性进行分析，为1号线行车组织方案的优化提供依据。

1 线路概况

石家庄地铁1号线是穿越石家庄市中心城区的东西向骨干线，同时也是连接主城区与正定新区的骨干线路。1号线线路西起西王站，东至福泽站，线路全长34.3km，共设车站26座，平均站间距1.32km。1号线目前采用单一大交路运行方式，全天运营时间15.5h，日均客运量22.32万人次。1号线共分2段建设开通，一期工程自西王站至洨河大道站，共设车站20座，线路长度为23.12km;二期工程自西庄站至福泽站，在一期工程的基础上向正定新区方向延伸6座车站，线路长度为11.18km。1号线线路布局特点突出，西王站 — 石家庄东站区段主要位于主城区，南村站 — 福泽站区段位于石家庄市郊区，客流仍处于发展培育期。

1号线西王站和洨河大道站均设有2条折返线，和平医院站、新百广场站、谈固站、福泽站均设有1条停车线，北国商城站、留村站、石家庄东站站、西庄站、会展中心站均设有渡线。和平医院站、新百广场站、谈固站、洨河大道站这4座中间车站具备自动折返功能。1号线线路图如图1所示。

2 客流特征分析

客流特征分析是地铁行车组织方案编制的重要依据 [3]。本节选取1号线2019年12月份的客流数据，分别从26座车站的客运量和断面客流2方面对1号线二期工程开通以来的客流空间分布特征进行分析。

2.1 客运量分析

1号线2019年12月份26座车站的日均客运量分布如图2所示。1号线二期6座车站的日均客运量为0.64 万人次，只占1号线总客运量的2.87%。1号线客流主要集中分布在主城区西王站 — 石家庄东站区段，南村站 — 福泽站区段客流较小，客流空间分布不均衡。

2.2 断面客流分析

城市轨道交通线路断面客流空间分布的差异性可用断面不均衡系数β来体现[4]。

（1）当β越趋近于1，表明线路单向客流空间分布越均衡，适宜开行单一交路;β值越大，则线路单向客流空间分布越不均衡，越适宜开行大小交路。当β≥1.5时，线路单向客流空间分布不均衡程度较大;β≥1.8时，可以考虑开行大小交路[5-6]。

由于1号线共26座车站，因此单向共25个区间。1号线2019年12月工作日、双休日高峰小时平均断面客流和运能裕量走势情况如图3、图4所示。运能裕量的计算公式如下：

（2）由图3、图4可知，1号线断面客流在火炬广场站 — 石家庄东站区间后下降明显，南村站 — 福泽站区段断面客流较低。由式（2）计算可知，1号线二期6座车站的平均运能裕量达到了97.54%，列车运输能力利用率较低，经济效益不高。

1号线工作日高峰时段（8 ： 00—9 ： 00）上、下行最大断面客流分别为9970人次/h、13556人次/h，总断面客流分别为103436人次/h、116564人次/h。由式（1）计算可得，1号线工作日上、下行断面不均衡系数 β工作日分别为2.41、2.91。同理可计算得到双休日上、下行断面不均衡系数β双休日分别为2.29、2.23。1号线断面不均衡系数值均大于1.8，表明 1号线高峰时段上、下行断面客流分布极不均衡，适宜开行大小交路。

3 大小交路开行方案分析

目前1号线采用西王站 — 福泽站区间单一大交路运行方式，高、平峰时段的行车间隔分别为6min30s和10min。根据章节2客流特征分析可知，1号线高峰时段断面客流分布不均衡，南村站 — 福澤站区间列车的运能利用率较低。为科学合理地分配列车运能，使运能符合断面客流分布规律，1号线可在高峰时段采用大小交路套跑的运行方式，平峰时段采用单一大交路运行。

3.1 开行区段分析

大小交路折返点的选择应充分考虑线路客流空间分布特征、线路情况、列车折返效率和行车组织等指标。1号线具备自动折返功能的中间车站分别为和平医院站、谈固站和洨河大道站。从客流空间分布来看，断面客流在火炬广场站 — 石家庄东站区段后下降明显，为不降低列车折返效率，方便乘客候车，应选择洨河大道站作为小交路的折返车站。1号线大小交路下的列车运行方式如图5所示。

3.2 行车间隔设定

根据GB 50490-2009《城市轨道交通技术规范》，列车在营运时段正常运行时，最大运行间隔不应大于10min[7]。综合考虑1号线全周转时间、运用车数、拥挤度、列车折返能力等指标，在保障为乘客提供舒适的运输服务前提下，1号线大小交路套跑期间，列车发车比例应采用1 ： 1的方式，即西王站 — 洨河大道站小交路区段的行车间隔可压缩至5 min，西王站 — 福泽站大交路区段行车间隔为10 min。

3.3 优化效果分析

以1号线工作日的数据为依据，开行大小交路后列车拥挤度与运输能力对比如图6所示。通过在高峰时段采用大小交路运行方式，1号线西王站 — 洨河大道站区间的行车间隔由6 min 30 s压缩至5 min，该区段的运输能力将提升33.3%，车厢最大拥挤度由76.78%下降至63.99%，高峰时段乘客的乘车舒适度将有较大改善。

表1为大小交路下开行列次和运营里程对比数据。由表1可知，1号线开行大小交路工作日的运营里程将下降377列公里，双休日运营里程将增加316列公里，1号线每星期的运营里程将下降1253列公里。可见1号线开行大小交路方案在提升线路运营服务水平的基础上还可降低列车的运营里程，节能降耗效果明显。

3.4 客运组织分析

大小交路运行方式对线路的硬件设备功能和运营管理能力均提出了更高的要求。硬件设备需通过系统升级满足大小交路运行的功能;运营管理方面需通过加强培训，提升相关岗位的应急处置能力[7]。此外，可通过导向标识和宣传等手段提升乘客对大小交路运行方式的认识和理解。

3.4.1 设备设施系统升级

开行大小交路，线路的乘客信息系统（PIS）、车站及列车广播（PA）等系统应具备根据列车终点站的不同，显示和播报不同区段运营信息的功能[8-10]。开行大小交路前，需通过设备的升级改造和系统测试，使硬件设备具备相应的功能，满足大小交路套跑的条件。

3.4.2 运营管理能力提高

开行大小交路会增加中间折返站的工作量，洨河大道站需增加站台员工的配置标准，做好小交路列车清客和客流控制工作。大小交路方式运用初期，由于乘客乘车习惯的改变需一定时间，因此会产生一定的不适应或不理解，站务人员需对乘客进行客运引导。此外地铁运营公司需通过微博、微信、新闻媒体、PA、PIS、标志标识、宣传手册等途径加强对大小交路方式下如何乘车知识的宣传和引导，从而提升乘客的认知。同时大小交路运行方式将大大增加控制中心行车调整的难度和压力，控制中心必须做好列车晚点、设备故障、突发情况下行车调整的预案和应急处置程序。

4 结语

本文以石家庄地铁1号线为背景，分别从客运量、断面客流、运能裕量3方面分析了1号线二期开通后的客流空间分布特征，结果表明1号线南村站 — 福泽站区段运能利用率较低，现阶段断面客流分布极不均衡。为提升1號线的运输效率和运营服务水平，本文分别从大小交路开行区段、行车间隔的设定、优化效果和客运组织4 方面，深度分析了1号线开行大小交路运行方式的必要性和可行性。通过优化对比分析可知，1号线采用大小交路运行方式，不仅可降低乘客的候车等待时间，提升乘客的出行舒适度，还可减少运能浪费，具有较好的经济效益。

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收稿日期 2020-03-11

责任编辑 胡姬