城市轨道交通网络化运营优化策略分析

何立双 何立伟

收稿日期：2024-01-30

作者简介：何立双（1993—），女，硕士研究生，助理工程师，研究方向：交通运输。

摘要 随着我国城市化进程的加快，越来越多的城市开始进行城市轨道交通的建设，目前部分城市已经形成较为完善的轨道交通线网。如何做好城市轨道交通网络化运营已成为城市规划建设中的重要内容，文章阐述了城市轨道交通的发展历史和发展现状，并重点对城市轨道交通网络化运营特征及运营过程中存在的问题进行分析，最后从打破运行界限、运力精准投放、调整行车间隔等角度提出了进一步做好网络化运营的措施和建议。

关键词 轨道交通；网络化；优化；策略

中图分类号 U29-39文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）11-0009-04

0 引言

经过五十多年的发展，我国城市轨道交通实现从无到有，从弱到强的转变，部分城市已经形成较为完善的轨道交通网络，复杂的地铁网络将整个城市的各个区域紧密连接在一起，为人们出行带来了极大便利。在轨道交通路网内，各条线路相互连接、错综复杂、相互影响，在运营过程中呈现显著特征，例如客流时间—空间分布不均衡现象加剧、运营中断影响范围扩大、不同线路运营风格差异、线路设备差异等，为运营工作带来一定挑战。同时，网络化运营也为运营优化创造了机会，例如通过升级信号系统和调整行车组织，来优化行车计划，或者利用好各条线路之间复杂的网络关系，调整客流分布等。如何做好网络化运营工作，迎接挑战、把握机会、优化运营，成为地铁工作的重点。

1 网络化发展现状

我国城市轨道交通发展迅速，以北京地铁为例，北京是全国第一个开通地铁的城市，距今已有五十多年历史。五十多年来，北京地铁迅速发展，1971年，北京首条地铁线路开通运营，全长21 km，共16座车站；2003年，北京地铁运营4条线路，全长114 km，共70座车站；2009年，北京地铁运营9条线路，全长228 km，147座车站；2016年，总长574 km，345座车站；2023年，北京地铁运营线路27条，总长达到807 km，475座车站，已形成复杂的轨道交通网络；预计2025年，北京地铁运营线路将达到30条，总长达到1 177 km。在城市轨道交通运营里程增加的同时，客运量也由最初的828万人次/年（1971年）增加至39.62亿人次/年（2019年），客流强度和客运压力持续增大[1]。自《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》发布实施以来，北京城市轨道交通持续推进智慧城轨建设，持续推进轨道交通网络化运营[2]。

近年来，越来越多的城市开始进行城市轨道交通建设工作，目前我国拥有地铁的城市已达48个，部分城市地铁建设较为完善。截至2023年，除北京外，上海、广州、深圳也已开通15条以上线路，南京、杭州等6个城市开通10条以上地铁线路[3]。

随着城市轨道交通网络化布局的完善，交通网络化运营已成为一项重要工作。针对该问题，国内研究方向主要集中在管理、安全、设备、服务等方面。黄攀[3]针对管理问题、运输组织问题、客运服务问题分别给出应对措施，提出应加强网络化人才的培养与储备、提高人员服务理念等；何霖[4]等从加强管理、安全风险管控、设备质量管理等方面提出网络化运营对策；黄烜翔[5]从管理优化和生产组织优化角度进行分析，提出健全制度、加强人员管理、优化行车组织和客运组织措施。国外学者考虑多种交通方式的衔接，认为网络化运营应考虑多种公共交通方式；有学者认为城市轨道交通网络化运营除政府参与外，还需要资本的支持。

国内外关于城市轨道交通网络化运营的研究涉及加强管理、提升服务理念、安全风险管控、考虑多种交通方式的网络化运营等，该文从客流、行车、设备、应急等方面对网络化运营特征进行分析，并提出应对策略。

2 轨道交通网络化运营特征

为减轻地面交通压力，满足广大市民的出行需要，城市轨道交通迅速发展，地铁由单一线路发展到今天的复杂路网，覆盖范围极广，各条线路间实现互联互通，为人们生活带来了极大便利。但与单一线路运营相比，多线路运营情况更加复杂，往往出现“牵一发而动全身”现象，随线路数量增加，网络化运营的特征逐渐显现。

2.1 客流特征

2.1.1 客运压力大

在地铁线网建设完善的同时，地铁客流也在持续增加，随着经济发展和城市人口的增加，地铁出行需求增加速度远超轨道交通建设速度。如图1～3所示，分别为2021年国内部分城市轨道交通的日均客运量、运营里程、客流强度，其中，北京、上海、广州地铁运营里程和客运量均位于前列，与其他线路简单、未形成地铁网络的城市相比，客运压力也更大（客流强度体现了客运压力，其值等于日均客流量/运营里程）。除客流量增加带来的客运压力外，线路复杂性增加导致换乘路线多样、换乘客流数量大，换乘压力加大；客流来源广泛、售检票技术更新快，使得乘车引导力度需求增加等，也都是轨道交通网络化运营下，客运压力增大的表现。

图1 2021年国内部分城市轨道交通日均客运量

图2 2021年国内部分城市轨道交通运营里程

图3 2021年国内部分城市轨道交通客流强度

2.1.2 客流分布不均衡

客流分布不均衡包括时间分布不均衡和空间分布不均衡。由于工作日客流大多为通勤客流，乘客出行特征表现为“早出晚归”，出行时间较为集中，这也导致工作日客流出现明显的峰值，称为早高峰和晚高峰，两个高峰时段的客流远高于其他时段，即客流分布的时间不均衡。轨道交通路网覆盖范围广，部分地铁车站深入居民区、办公区、景点、火车站等，车站的位置及周边环境等因素，决定了客流来源、客流大小、客流进出站流向，因此同一时间，各个车站进站客流呈现出差异，此外，由于人们居住区与工作地、城市资源分离，导致早高峰大客流主要出现在居住区，晚高峰大客流主要集中在商业办公区，这也导致各个车站进站客流差异更加明显，即客流在空间上分布极不均衡。随路网覆盖范围增大，客流分布不均衡特征更加明显。

2.1.3 易出现突发客流

轨道交通线路形成网络后，各线路之间互联互通，运营相互影响，一条线路运营中断必然对其邻近线路甚至整个路网的客流产生影响，这种影响在换乘站更加显著。此外，恶劣天气、大型活动等也会导致车站出现突发性大客流。网络化运营下，路网结构复杂，客流量大，因而，突发客流出现频率、影响范围更大，后果严重程度更高。

2.2 行车特征

2.2.1 行车指挥难度大

在网络化运营下，既要考虑各条线路发车时间上的衔接，也要考虑当一条线路发生突发事件时，是否会对其他线路的行车产生影响以及如何调整列车。此外，不同线路高峰时段差异、复杂的列车运行交路、突发大客流下的行车调整、需要协调的人员数增加等，都提高了行车指挥难度。

2.2.2 列车故障频次增加

为满足日益增加的出行需求，目前常采取的措施包括增加列车购置、延长列车上线运营时间、缩短列车间隔等，即使采取了以上措施，部分区段运力仍不能满足出行需求，列车超载成为常态。列车工作时间长、超载运行等因素，都增加了列车发生故障的概率，这也是轨道交通网络化运营下的特征之一。

2.2.3 行车中断影响范围大

行车中断影响范围大，主要原因在于线路之间相互连接、相互影响，这种影响在换乘站尤其明显，当一段线路或一个车站出现故障，导致行车中断后，客流必然通过换乘站涌入故障线路的平行路线。此时，故障线路需要调整列车运行路径，绕过故障区段，维持运行，而与之平行的线路也需调整行车计划，应对突然增加的客流。除行车计划受影响外，客运组织工作也需要作出相应调整。总之，路网越复杂，涉及的线路、乘客数量越多，相应的，行车中断事故影响范围越大。

2.3 其他特征

2.3.1 运力浪费

由于各条地铁线路独立运营，每天运营开始前，列车由各自车辆段出发，完成当天运营任务后，列车需返回各自车辆段，由此产生一定的空驶距离。随着线路数量增加，空驶总里程增加，在网络化运营下，这部分空驶里程积少成多，运力浪费现象更加明显。

2.3.2 设备差异

在一个城市所有轨道交通线路中，设备种类基本一致，包括售检票设备、行车设备、供电设备等，但由于建设时间、建设单位等差异，各条地铁线路的设备型号、功能、损耗情况等并不完全相同，随着线路数量增多，这种差异也更加明显。

2.3.3 服务特征

随轨道交通线路成网，运营商也由最初的一个增加至多个，从业人员更是迅速增加，受运营商、管理者管理理念的影响，各条线路服务水平出现差异，应对突发事件的处理方式和处理效率也不尽相同。此外，各条线路设备的差异，也成为影响服务质量的因素。

3 应对措施分析

3.1 缩短行车间隔

列车运行间隔计算方法如式（1）：

（1）

式中，Δt——列车运行间隔（min）；Q——单向小时最大断面流量（人）；m——列车定员（人）；η——小时最大列车满载率控制值，无量纲。

在高峰时段，乘客出行需求量较大，即单向小时最大断面流量值较大，如果列车可达到的最小运行间隔不能满足列车计算间隔，那么运力供给将不能满足出行需求，拥挤现象随之出现。要缩短行车间隔，在技术方面，通过信号系统升级、信号系统改造、供电系统扩容等措施缩短行车间隔；在资源配置方面，采取购置新车、扩建停车股道等方式增加可用资源量；在运营组织方面，优化作业流程，提高工作人员业务能力，缩短列车折返时间；在行车组织方面，提高突发行车事件应急处置能力，多交路套跑等。列车间隔越小，能承担的客流量越大。

3.2 运力精准投放

为适应客流时间、空间分布的不均衡问题，在准确把握客流分布规律的前提下，需要精准投放运力，将有限的运力投放到最需要的时段和路段，同时减少出行需求较小时段和路段的运力浪费，目前采取的措施主要有调整全天运行间隔，高峰与平峰运行间隔差异化，上下行行车间隔差异化等。少部分线路采取多交路套跑、大站快车、双向不平衡运行等措施，解决同一条线路上各个路段客流不均衡的问题。

如图4所示，在大交路的基础上，在客流较大、运力严重不满足需求的区段增加列车运行交路，通过交路组合的方式，将运力精准投放到大客流区段，与单一列车交路相比，既能满足大客流区段乘客乘车需求，又能有效避免小客流路段的运力浪费。

图4 列车运行交路示意图

3.3 打破运行界限

网络化运营条件下，多条地铁线路互联互通，但每条线路设置独立的车辆段或停车场，每日运营结束后，列车返回各自的车辆段，次日运营开始前又空驶至起始车站，由此大幅增加了列车空驶距离，造成运力和能源浪费。为此，各条线路之间如能打破运营界限，实现车辆资源共享、车辆基地资源共享，相互连接的两条线路贯通运营，列车就可以在完成当日运营任务后就近返回车辆基地，缩短列车无效运行里程数，同时，减少乘客被动换乘，在一定程度上降低换乘风险，提高运营效率。当前已有相关实践案例：北京地铁1号线与八通线高峰客流交互量高达80%，贯通运营具有较好的直达性，通过对通信、供电、信号设备进行互联互通改造后，实现贯通运行，减少被动换乘[6]；北京地铁房山线与9号线通过郭公庄站相连，在郭公庄站同站台换乘，但由于早高峰时段由房山线换乘至9号线的客流较大，占比达60%，因而部分列车采取跨线运行措施，乘客可由阎村东站直达国家图书馆站，省去换乘步骤，节约换乘和通勤时间，提高出行效率[7]。

3.4 提高应急能力

网络化运营条件下，突发事件影响的线路范围更广，受影响的乘客数量更多。故障持续时间越长，造成的损失越大。因此，为应对突发客流、设备故障等运营事件，除日常培训外，还应着重提高工作人员应急处置能力，加强综合应急预案、专项应急预案、现场处置方案、信息上报等理论培训，同时，加强运营控制中心、乘务、站务、设备设施等部门的协同演练，对于演练过程中发现的问题，及时总结，提出解决方案，完善预案。通过培训和演练，使员工具备突发事件处置能力，在发生突发事件时，能够及时、有效地采取措施，协调联动，恢复运营，减少损失。

（下转第4页）

（上接第11页）

3.5 提高服务质量

为应对运营商和管理者管理理念导致的各线路服务水平差异问题，除加强车站、线路间沟通外，还应注重自身服务质量的提高，通过日常培训、考试等方式，熟悉相关政策，提高业务能力；推进轨道交通智能化发展，实现各线路资源共享，实现乘客信息系统（PIS）、广播（PA）、售检票（AFC）等服务的统一标准。

4 结语

客运压力大、客流分布不均衡、突发事件易发等是轨道交通固有特征，网络化运营使这些特征及影响力更加明显。城市轨道交通网络化运营是城市发展的必然结果，针对地铁网络化运营过程出现的问题和需要改进的方面，需要采取相应的优化措施，主要分为两个大方向，即行车组织优化和客运组织优化。行车组织优化包含地铁贯通运营、运营交路多样化、列车间隔调整等，客运组织优化主要从人员培训方面着手，提高突发事件应急处置能力和服务质量。通过以上优化策略，实现运力精准投放、减少列车空驶、减少运营中断等目标，更好地做好网络化运营工作。

参考文献

[1]北京地铁发展历程及最新规划[DB/OL]. 2023-3-12/

2024-1-24.

[2]中国城市轨道交通协会. 《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》发布三周年系列调研简报（三）：智能运输组织更科学、更高效、更经济[J]. 城市轨道交通， 2023

（6）： 13-14.

[3]黄攀. 城市轨道交通网络化运营带来的问题及应对措施[J]. 城市轨道交通研究， 2023（6）： 247-250.

[4]何霖， 方思源， 梁强升. 城市轨道交通网络化运营的挑战与对策[J]. 都市快轨交通， 2015（2）： 1-5.

[5]黄烜翔. 城市轨道交通网络化运营管理和组织研究[J]. 现代商贸工业， 2023（1）： 263-265.

[6]好消息！北京地铁1号线、八通线今起贯通运营[DB/OL]. 2021-8-29/2024-1-24.

[7]地铁9号线房山线实现跨线运营[DB/OL]. 2023-1-19/2024-1-24.