文:黄启楠|深圳地铁运营集团有限公司
为了提高平峰断面满载率,减少运能浪费,本文通过分析深圳地铁各线平峰客流与运能的匹配情况,综合考量社会效益、经济效益及网络化运营效益,在断面满载率和乘客等候时间之间寻找一个最佳平衡点,创造性提出制定平峰舒适度评判标准,设定平峰运能调整原则,为指导各线运力调整提供支撑依据。
当前深圳地铁全线网工作日客流呈现两大特点,一是平峰进站量较少,占比低。深圳地铁工作日全天分时进站量走势呈典型的双峰形态,早高峰进站量全天最高,其次为晚高峰,剔除早出车和晚收车期(5:00-7:00,23:00-1:00)外,平峰期(10:00-16:00,下同)进站量均低于其他时段。平峰进站量仅占全天的20%(图1)。2023年7 月7 日(星期五)是深圳地铁工作日历史单日最高客流的一天,当日客运量、进站量分别为932 万人次、541 万人次,因此本文选取2023 年7 月7 日深圳地铁全线网进站量为例进行分析。
图1 2023 年7 月7 日深圳地铁全线网工作日分时进站量
二是平峰最大断面量、断面拥挤度较低,运能富裕较大。2023年以来,深圳地铁多次运能提升有效将较为拥堵的线路高峰断面满载率降至100%以下,目前工作日早高峰客流瓶颈仅有一条线路断面满载率超过100%(图2),其他线路高峰客流效益较好,运能满足客流需要。平峰期间,深圳各线小时最大断面量小于0.8万人次(图3),最大满载率小于47%,平均满载率小于35%,运能富裕较大。
图2 2023 年7 月7 日深圳地铁各线工作日分时断面满载率走势
图3 2023 年7 月7 日深圳地铁各线工作日分时最大断面客流量
综上所述,有必要从社会效益、经济效益及网络化运营效益三个角度综合考量,对深圳地铁各线平峰客流与运能的匹配情况开展分析,在断面满载率和乘客等候时间之间寻找一个最佳平衡点,为工作日平峰运能调整提供数据支撑。
目前城市轨道交通行业相关标准、规范等参考资料均没有平峰断面满载率标准参考值,各城市轨道交通运营单位均靠自身经验提供运输服务。目前行业内行车组织通常做法为,高峰期运能不足时,尽可能提供最大运输能力匹配客流所需;平峰期运能富裕较大,甚至运能严重浪费时,至少得保障最低列车服务水平。
根据平峰期断面平均满载率,将深圳地铁12 条线分为三个梯队:第一梯队:平均满载率23.3%以上(i、e、d、c);第二梯队:平均满载率19.4%~23.3%(b、k、a、j);第三梯队:平均满载率19.4%以下(f、h、g、l)。各线路平峰断面平均满载率见图4。
图4 深圳地铁12 条线路平峰断面平均满载率
根据平峰期乘客平均等候时间(即行车间隔的一半),将各线分为三个梯队:第一梯队:平均等候时间小于2′ 30″(c、a);第二梯队:平均等候时间2′30″~3′(d、f、g、h);第三梯队:平均等候时间3′以上(k、b、l、i、e、j)。各线平峰乘客平均等候时间柱状图见图5。
图5 各线平峰乘客平均等候时间柱状图
平峰舒适度评判标准与断面平均满载率标准和乘客平均候车时间有关。
通过“点人头”方式现场统计车厢实际载客人数,并换算断面满载率数据,对断面满载率10%、20%、30%、40%、70% 及80%共6 种现场情况进行对比(图6),可直观看出车厢实际载客现场情况,且可身临其境感受乘车舒适与否。经现场对比,建议采用30%作为平峰平均满载率的评判标准。
图6 与断面满载率相对应的车厢载客现场图
根据车厢载客现场情况,综合考量社会效益、经济效益及网络化运营效益,在断面满载率和乘客等候时间之间寻找一个最佳平衡点,开创平峰舒适度评判标准,设定平峰运能调整原则,从而指导各线开展相应运能调整。根据公式“舒适度综合得分=平均满载率p权重得分+乘客平均候车时间t 权重得分”,考虑平均满载率指标衡量主体为地铁车厢,更能直观、真实反映乘客在乘车时的舒适度,而乘客平均候车时间发生在地铁站台,更侧重于乘客候车的时间维度,为舒适度的间接影响指标,重要程度不如平均满载率指标,为此,初定将两个指标按“七三开”进行比例分摊,其中平均满载率权重得分占比70%,乘客平均候车时间权重得分占比30%。
平峰舒适度细分参数对应表设定原则:车厢人数每加15 人设置一档,每档平均满载率加5%(车厢人数30 人、满载率10%起步);行车间隔每加30″设置一档,每档乘客平均候车时间加15″(候车时间2′15″、行车间隔4′30″起步),见表1、表2。根据表1、表2 数据及公式计算可得深圳地铁各线平峰舒适度综合得分(图7)。
表1 平峰平均满载率p 权重得分对应表
表2 平峰乘客平均候车时间t 权重得分对应表
图7 深圳地铁各线平峰舒适度综合得分示意图
平峰舒适度综合得分越高,车厢乘车环境越舒适,候车时间越短,社会效益较好,市民会更愿意乘坐地铁出行,但是公司经济效益越差,运能浪费越大。为确保公司持续为市民提供快捷舒适的乘车服务、承担更大社会责任的同时,公司投入的人力物力资源能得到较为充分的利用,故需综合平衡投入产出比,对目前舒适度综合得分进行科学、客观分析,从而制定运能调整参考原则。根据目前各线平峰舒适度综合得分情况,设定平峰运能调整原则如下:
舒适度综合得分<7 的线路不调整。舒适度综合得分≥7 的线路需调整,调整要求为平峰断面平均满载率尽可能控制在30%以内;与市中心关联较大线路乘客平均等候时间不超过4′,外围局域线平峰乘客平均等候时间不超过5′。
例如,c 线路平峰断面平均满载率28.3%,高于各线路平均满载水平(21.7%),其平峰平均满载率p 权重得分为4.2;平峰行车间隔4′30″,高于各线路平均服务水平(6′06″);平峰乘客平均候车时间2′15″,小于各线路平均等车时间(3′03″),其平峰乘客平均候车时间t权重得分为3。为此,c 线路平峰舒适度综合得分=4.2+3=7.2,建议调整平峰运能。
经分析,若c 线路行车间隔拉大至5′30″,则平峰平均满载率增长至38.5%,上线车可减少6列,平峰期合计减少14.5 列次,节约626 车公里,节省电费0.58万元/天,见图8;考虑与邻线换乘衔接,建议分步调整平峰间隔至5′、5′30″。节省成本数据根据公式“节省成本=线路长度×6小时减少车次×车公里成本×编组=线路长度×(360/A-360/B)×1.54×编组”(计算式中A、B分别为调整前后的行车间隔)。
图8 c 线路全天分时最大断面量与运能匹配走势图和断面满载率面积图
例如,i 线路平峰断面平均满载率34.3%,高于各线路平均满载水平(21.7%),其平峰平均满载率p 权重得分为3.5;平峰行车间隔6′40″,低于各线路平均服务水平(6′06″);平峰乘客平均候车时间3′20″(各线路排名第10),大于各线路平均等车时间(3′03″),其平峰乘客平均候车时间t 权重得分为1.5。为此,i 线路平峰舒适度综合得分=3.5+1.5=5,建议平峰运能暂不调整。
经分析,若i 线路行车间隔拉大至7′,则平峰平均满载率增长至36%;若平峰行车间隔压缩至6′,则平峰平均满载率可下降至30.9%,但需新增上线车2 列,将对车辆检修计划造成影响,建议暂不调整平峰运能,待新车到段再按需考虑,见图9。
图9 i 线路全天分时最大断面量与运能匹配走势图和断面满载率面积图
目前,调整平峰运能后,8 条线路合计减少上线车32 列(表3),其中,6 条线路分步拉大行车间隔,实现乘客无感切换,包括a、c 线路第一步调整至5′,第二步调整至5′30″,尽管调整后a 线路平峰舒适度综合得分仍然大于7′,但考虑线与线之间换乘衔接,仍建议a、c 号线行车间隔同步调整至5′30″;f、g、h 线路第一步调整至7′,第二步调整至8′;l线路第一步调整至7′30″,第二步调整至8′30″。另2 条线路运能调整一步到位,包括m、n 线路行车间隔调整至9′30″。
表3 建议调整线路运能调整前后指标变化情况
目前,6 条线路暂维持现状不调整,待下阶段条件具备后再按需调整,见表4。其中,3 条线路可视车厢满载情况考虑进一步拉大平峰行车间隔,包括b、j、k 线路合计减少上线车7 列;另3 条线路待停车场建成及新车到段条件具备后,再进一步压缩平峰行车间隔,确保平峰舒适度较为合适,包括d、e、i 线路合计需增加上线车7 列。
表4 建议暂不调整线路指标情况及下阶段条件具备调整后指标情况表
执行需调整线路建议方案后,深圳地铁工作日平峰最小行车间隔从4′30″调整至5′30″,运能下调22%;最大行车间隔从7′调整至9′ 30″,运能下调36%;每天减少上线车32 列,有效缓解供车压力,确保充足的检修市场及较好的检修质量,每天节省电费3.09 万元,折算成年节省电费约1128 万元;平峰最拥挤线路断面最大平均满载率从32.3%增长至38.5%,乘车环境仍较为舒适。若未来暂不调整线路建议方案中相应的停车场建成及新车到段后,将进一步优化线网深圳地铁各线路工作日平峰的运力配给,虽然线网最小、最大行车间隔、上线车数及每天节省电费仍与第一阶段方案基本保持不变,但有利的是压缩了3 条繁忙线路的平峰行车间隔,将更多的资源投入至更需要的线路。