市域快速軌道交通線路列車(chē)運(yùn)行交路研究

1、市域快速軌道交通線路列車(chē)運(yùn)行交路研究2006-6-28 15:12:52 metrobb 轉(zhuǎn)載 城市軌道交通研究原作者：徐瑞華; 李俠; 陳菁菁 市域快速軌道交通線路列車(chē)運(yùn)行交路研究 隨著市域軌道交通的不斷建設(shè)和城市格局的發(fā)展,在不同階段其沿線客流將呈現(xiàn)不同的特征,可采用不同的列車(chē)開(kāi)行交路模式以適應(yīng)變化的客流需求。提出了市域軌道交通線路運(yùn)輸組織的基本原則,從服務(wù)水平、線路通過(guò)能力、列車(chē)運(yùn)用、車(chē)站布置以及客運(yùn)組織等方面對(duì)比分析了不同交路形式的特點(diǎn),并給出市域軌道交通線列車(chē)開(kāi)行交路的建議。關(guān)鍵詞市域軌道交通,運(yùn)行交路,運(yùn)輸組織,通過(guò)能力 市域快速軌道交通線(簡(jiǎn)為線)作為城市軌道交通整體網(wǎng)絡(luò)中的骨架

2、線路,具有大容量、長(zhǎng)距離、快速度的優(yōu)勢(shì),能滿足城市多中心發(fā)展及對(duì)外交通輻射的需要,實(shí)現(xiàn)為整個(gè)市區(qū)及周邊地區(qū)提供快速到達(dá)城市主要集散點(diǎn)服務(wù)以及與對(duì)外輻射的重要交通設(shè)施(機(jī)場(chǎng)、港口、鐵路客站等)相銜接功能1。具有線路長(zhǎng)、站間距大、列車(chē)運(yùn)行速度快、沿線斷面客流量不均衡、客流斷點(diǎn)明顯等特點(diǎn),其合理的運(yùn)輸組織方式的確定相對(duì)比較復(fù)雜,總體上應(yīng)遵守以下幾點(diǎn)基本原則:最大限度地滿足客流的需要;充分發(fā)揮市域軌道交通快速度、長(zhǎng)距離的優(yōu)勢(shì);考慮市域軌道交通線技術(shù)設(shè)備的要求;考慮與其它軌道交通線路的銜接、配合;考慮列車(chē)運(yùn)行正點(diǎn)和可靠性。 線合理運(yùn)輸組織方式的內(nèi)容涉及到列車(chē)交路、列車(chē)編組等多方面。為了保證線的良好經(jīng)濟(jì)和

3、社會(huì)效益,最大程度地吸引客流,滿足乘客的出行需求,同時(shí)又能合理地設(shè)計(jì)、安排和使用各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)輸能力,優(yōu)化和合理地選擇列車(chē)運(yùn)行交路尤為重要。本文重點(diǎn)討論線的列車(chē)運(yùn)行交路選擇問(wèn)題。1 列車(chē)運(yùn)行交路模式1.1 單一交路模式 全線單一交路模式(如圖1)是指列車(chē)在線路的兩個(gè)終點(diǎn)站間運(yùn)行,為全線提供服務(wù)。這種交路模式,列車(chē)運(yùn)行組織簡(jiǎn)單,適用于全程客流均勻、無(wú)明顯客流斷點(diǎn)的情況。1.2 銜接交路模式銜接交路模式 (如圖2)是指列車(chē)在線路的某一區(qū)段內(nèi)運(yùn)行,在線路中間車(chē)站折返。它能夠適應(yīng)不同客流區(qū)段的運(yùn)輸需求,運(yùn)輸組織方便,但要求中間折返站具備兩個(gè)方向(如圖2)或一個(gè)方向(如圖2)的折返能力和方便的換乘條件。1

4、.3大小交路嵌套模式 大小交路嵌套模式(如圖3)是指線路上的某些區(qū)段內(nèi)大小交路列車(chē)共線運(yùn)行的形式,小交路列車(chē)在線路中間車(chē)站折返。這種組織方案適用于各區(qū)段客流量不均衡程度較大、有明顯客流斷點(diǎn)的情況。 在實(shí)際運(yùn)輸組織中,根據(jù)客流需求以及線路設(shè)施情況,可靈活采用以上三種基本的列車(chē)開(kāi)行交路形式,也可以幾種模式組合,在同一線路上既有相互銜接的交路,也有大小交路的嵌套,形成多種交路組合的模式(如圖4)。2 不同列車(chē)交路的比較 合理、可行的列車(chē)交路能充分利用資源、降低運(yùn)輸成本,在不降低服務(wù)水平的前提下提高通過(guò)能力和車(chē)輛運(yùn)用效率。采用全線單一交路可使全線保持較高服務(wù)水平,但可能會(huì)造成部分區(qū)段運(yùn)能的浪費(fèi),此模式

5、是城市軌道交通運(yùn)輸組織中常見(jiàn)的列車(chē)開(kāi)行交路模式;而銜接交路模式和大小交路嵌套模式的運(yùn)營(yíng)組織相對(duì)復(fù)雜,對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的要求較高。下面重點(diǎn)對(duì)多種交路銜接和大小交路嵌套的模式進(jìn)行分析比較。2.1區(qū)段服務(wù)水平2.1.1列車(chē)開(kāi)行間隔 銜接交路模式下,不同交路區(qū)段列車(chē)相當(dāng)于獨(dú)立運(yùn)行,各區(qū)段的列車(chē)開(kāi)行間隔可根據(jù)各自的客流條件和旅客的需求情況分別確定,從而保證有較高的均衡性和適應(yīng)性。 在大小交路嵌套模式下,一方面,大小交路行車(chē)間隔相互影響,只有當(dāng)大交路行車(chē)間隔2是小交路行車(chē)間隔1的整數(shù)倍時(shí),即2=1(=1,2,3,),才能使得大小交路列車(chē)運(yùn)行線相互間得到合理的匹配和協(xié)調(diào),以保證各區(qū)段列車(chē)開(kāi)行間隔的均衡性,滿足一定

6、的服務(wù)水平(如圖5);另一方面,大小交路運(yùn)行周期與行車(chē)間隔匹配程度直接影響到列車(chē)和運(yùn)輸能力的利用效率。因此,各交路的行車(chē)間隔存在相互制約的關(guān)系。在實(shí)際運(yùn)輸組織中,由于大小交路列車(chē)運(yùn)行周期的不同,列車(chē)運(yùn)行圖鋪畫(huà)時(shí)往往難以達(dá)到理想的匹配,從而難以保證所有區(qū)段列車(chē)開(kāi)行間隔的均衡性,也無(wú)法完全滿足不同區(qū)段客流差異所要求的服務(wù)水平。2.1.2 乘客換乘時(shí)間 大小交路嵌套模式下,乘客出行到達(dá)目的地不需換乘,旅行時(shí)間較少。但由于小交路區(qū)段的行車(chē)間隔決定了其它區(qū)段的列車(chē)運(yùn)行間隔,使其它區(qū)段中到發(fā)的列車(chē)運(yùn)行間隔較大,乘客將花費(fèi)較多的等候時(shí)間,從而使總出行時(shí)間有所增加。 銜接交路模式下,乘客出行到達(dá)目的地所需換乘

7、的次數(shù)取決于交路區(qū)段的數(shù)量,由于乘客跨區(qū)段出行都需進(jìn)行換乘,這將增加乘客的出行時(shí)間。但通過(guò)合理地調(diào)整各交路區(qū)段的列車(chē)運(yùn)行間隔及各區(qū)段間列車(chē)運(yùn)行圖的優(yōu)化銜接,可減少乘客的換乘時(shí)間。因此,僅從乘客出行總時(shí)間上來(lái)看,兩種交路模式的差別不大;但從乘客出行無(wú)換乘的角度看,銜接交路模式相對(duì)較差。2.2 線路通過(guò)能力和列車(chē)運(yùn)用 大小交路嵌套時(shí),大交路列車(chē)運(yùn)行間隔一般應(yīng)為小交路列車(chē)運(yùn)行間隔的整數(shù)倍。在大小交路列車(chē)的運(yùn)行間隔不能滿足這樣的比例要求時(shí),運(yùn)行圖上將會(huì)產(chǎn)生空費(fèi)時(shí)間,從而影響線路通過(guò)能力的實(shí)際運(yùn)用。 同時(shí),由于不同交路區(qū)段的列車(chē)相當(dāng)于共線運(yùn)行,大小交路列車(chē)運(yùn)行相互制約,運(yùn)行圖上列車(chē)的周轉(zhuǎn)往往難以達(dá)到理想

8、的匹配,將使列車(chē)折返時(shí)間增加,從而引起車(chē)輛運(yùn)用效率的降低。 圖6表示以大交路列車(chē)開(kāi)行為基礎(chǔ)確定的大小交路嵌套形式的運(yùn)行圖周期。從圖中可以看出,如果大交路的發(fā)車(chē)間隔為大,小交路的發(fā)車(chē)間隔為小,則每小時(shí)造成的能力損失為(大 小)周/大;同時(shí),小交路列車(chē)在折返站的折返時(shí)間折將會(huì)比規(guī)定的最小折返時(shí)間折有所增加(折折),由此形成列車(chē)運(yùn)用數(shù)量的增加。同理,以小交路列車(chē)開(kāi)行為基礎(chǔ)確定的大小交路嵌套形式的運(yùn)行圖周期也有上述類(lèi)似的結(jié)論。 運(yùn)用“運(yùn)行圖周期分析法”進(jìn)行的研究分析2結(jié)果表明:采用大小交路嵌套形式,線路通過(guò)能力和列車(chē)運(yùn)用受影響程度與大小交路的運(yùn)行圖周期、大小交路列車(chē)開(kāi)行的比例、最小行車(chē)間隔和列車(chē)在大小

9、交路區(qū)段運(yùn)行時(shí)分相關(guān)。因此,需根據(jù)客流需求確定合理的開(kāi)行比例和大小交路列車(chē)的開(kāi)行區(qū)段。 銜接交路模式下,不同交路列車(chē)相互獨(dú)立運(yùn)行,銜接站(多種交路的中間折返站)的折返和換乘能力將成為整個(gè)線路能力的瓶頸。為滿足雙向列車(chē)折返的要求,使各區(qū)段的通過(guò)能力和列車(chē)運(yùn)用不受影響, 車(chē)站設(shè)置將相對(duì)復(fù)雜。2.3 車(chē)站布置與客運(yùn)組織 大小交路嵌套條件下,列車(chē)要通過(guò)折返站跨線運(yùn)行,因此折返站站型設(shè)計(jì)要求較高,車(chē)站設(shè)計(jì)也較復(fù)雜,且折返站可能成為通過(guò)能力的瓶頸。由于大小交路嵌套時(shí),非共線區(qū)段列車(chē)運(yùn)行間隔較長(zhǎng),共線運(yùn)行區(qū)段的客運(yùn)組織工作中應(yīng)保證乘客有方便的乘車(chē)、換乘條件,車(chē)站應(yīng)設(shè)置清晰的乘客導(dǎo)向標(biāo)志和信息公告系統(tǒng)。 相互

10、銜接交路條件下列車(chē)折返方式比較復(fù)雜,車(chē)站設(shè)置不但要考慮滿足不同交路的折返要求,還要方便旅客換乘,因此,銜接交路條件下的折返車(chē)站設(shè)置不同于終點(diǎn)式的折返站也不同于開(kāi)行大小交路嵌套的中間折返站,對(duì)車(chē)站的設(shè)計(jì)要求較高。2.4 車(chē)輛、信號(hào)等設(shè)備的制式 大小交路嵌套的車(chē)輛、信號(hào)等設(shè)備要求制式統(tǒng)一或兼容。市域快速軌道交通線這種長(zhǎng)大線路一般都是分期建設(shè)的,不同時(shí)期建設(shè)的車(chē)輛、信號(hào)等制式必須保持一致。對(duì)于相互銜接的交路雖然可以根據(jù)實(shí)際需要采取不同的車(chē)輛、信號(hào)制式,但考慮到全線運(yùn)輸組織的需要,也應(yīng)保持一致。3 線列車(chē)運(yùn)行交路的選擇 根據(jù)各種交路的主要特點(diǎn)分析,給出上海市線列車(chē)運(yùn)行交路選擇的建議如下: 1)根據(jù)線線

11、路長(zhǎng),站間距在市郊區(qū)段較大,而在城市中心段站間距又較小,同時(shí)客流存在明顯的斷點(diǎn)等特殊性,線的列車(chē)運(yùn)行交路總體上應(yīng)是多種交路組合并存的形式,具體應(yīng)根據(jù)各線客流需求特點(diǎn)和線路條件決定相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)方案。 2)由于上海市的線具有分期建設(shè)、逐步延伸的特點(diǎn),因此列車(chē)運(yùn)行交路的選擇應(yīng)該采用逐步過(guò)渡的模式。即初期以某種交路(如多種交路銜接、大小交路嵌套)為主,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)建設(shè)進(jìn)程和客流變化的特點(diǎn),逐步增加和改變交路形式,其交路過(guò)渡變化的模式如圖7所示。 圖7表示從多種交路銜接模式過(guò)渡為多種交路組合模式,圖7表示從大小交路嵌套模式過(guò)渡為多種交路組合模式。為適應(yīng)這樣的列車(chē)交路逐步過(guò)渡的運(yùn)營(yíng)組織要求,線路和車(chē)站設(shè)計(jì)應(yīng)滿足今后實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整運(yùn)營(yíng)組織方式的要求,提供充足的條件或預(yù)留相應(yīng)的空間。 3)在線不同時(shí)期的列車(chē)運(yùn)行交路模式基礎(chǔ)上,還可根據(jù)某些特定的客流需求,在部分時(shí)段和區(qū)段開(kāi)行臨時(shí)性的特定交路的列車(chē)。以上海為例:3線,在舉辦1比賽時(shí),可在比賽日通過(guò)編制特定的列車(chē)運(yùn)行圖,開(kāi)行臨時(shí)性的特定交路的列車(chē)以滿足觀看1賽車(chē)觀眾的出行需求;2線,連接了上海虹橋和浦東兩個(gè)機(jī)場(chǎng),可根據(jù)兩個(gè)機(jī)場(chǎng)間的客流需求,開(kāi)行連接兩個(gè)機(jī)場(chǎng)及在市區(qū)部分車(chē)站停站的快速列車(chē)等;4線,隨著未來(lái)京滬高速鐵路、城際客運(yùn)專(zhuān)線引入上海,線承擔(dān)與之相銜接的功能