沈阳地铁一号线运输组织方案优化研究

摘 要： 从城市轨道交通客流特征分析出发，研究沈阳地铁一号线断面客流的时空特征，根据目前存在的高峰(尤其是早高峰)时段客流满载率过高、平峰时段客流满载率过低、车底运用不合理等问题，以及运输组织方案现状，在保证可以投入运营的车底数量不变的条件下，从改变备用车底使用方法、开行多交路、优化折返方式等方面优化沈阳地铁一号线的运输组织方案。

关键词： 地铁；客流；运输组织方案；满载率

沈阳地铁一号线一期正线共设22个车站，自西向东依次为十三号街站、中央大街站、七号街站、四号街站、张士站、开发大道站、于洪广场站、迎宾路站、重工街站、启工街站、保工街站、铁西广场站、云峰北街站、沈阳站、太原街站、南市场站、青年大街站、怀远门站、中街站、东中街站、滂江街站、黎明广场站，线路全长27.9 km。该线路横跨沈阳市区东西方向，将铁西广场、沈阳站、太原街、中街、东中街等商圈连为一体。沈阳地铁一号线自2010年9月27日开通以来，客流迅速增长，出现高峰时段车厢拥挤、车辆满载率高、部分时段和区段运能不足的现象。目前，沈阳地铁一号线的运输组织方案不尽合理，主要表现在高峰(尤其是早高峰)时段客流满载率过高、平峰时段客流满载率过低、车底运用不合理等方面。因此，从沈阳地铁一号线实际客流的时空分布特征分析出发，研究其运输组织方案存在的问题及相应的优化措施。

1 运输组织方案现状分析

1.1 客流现状

研究选取2012年3月12日沈阳地铁一号线客流(周一，计划运行图平日运行图)，对其断面客流特征进行分析。

（1）断面客流时空分布特征 ^[1] 。沈阳地铁一号线按时间分布，断面分时客流统计如图1、图2所示；按空间分布，断面分区间客流统计如图 3、图4所示。

（2）客流分析 ^[2] 。由图1可以看出，沈阳地铁一号线早晚高峰特征明显。早高峰时段为7:00 — 9:00，其中极端早高峰时段 ( 7:00 — 8:00 )客流为14 544人次/h；晚高峰时段为17:00—19:00，

其中极端晚高峰时段(17:00—18:00)客流为10690人次/h。由图 3、图 4 可以看出，沈阳地铁一号线早高峰客流具有明显的向心特征。在早高峰时间段(7:00—9:00)，由西段至市中心(沈阳站)的断面客流非常大，过青年大街站(换乘站，与二号线换乘)后，断面客流骤减；晚高峰时段(17:00—19:00)客流具有明显的离心特征，在该时段内，由青年大街站往西段的客流也增幅明显。

1.2 运输组织方案现状

沈阳地铁一号线一期工程22个车站中有7个车站具备列车折返能力，有1个车辆段与十三号街站连接，有2条出入段线。目前，沈阳地铁一号线采用6节车辆编组，列车定员为1 440人/列。采用的是基于通信的列车自动控制(CBTC)信号系统，共分3个阶段实施。目前，第一阶段全线实现点式列车自动防护(ATP)功能，通过列车自动监督(ATS)或本地控制工作站(LCW)自动或人工排列进路，上线列车采用点式ATP驾驶模式，按地面信号显示及车载推荐速度行车，前后相邻列车之间的安全运行间隔由计轴区段自动防护。

（1）运行图情况。目前，沈阳地铁一号线工作日计划运行图技术参数为：单一交路 ( 十三号街至黎明广场 )；运行图运用列车数 21 列，最大上线运营 20 列，十三号街车辆段备用车1列；早高峰时段行车间隔为6 min；晚高峰时段行车间隔为 6 min 38 s；其余时段行车间隔为7 min～9 min 42 s。

（2）运行图运能运量适应性分析。根据沈阳地铁一号线工作日运行图分时段运能统计，运能与运量匹配如图5、图6所示。

由图 5、图 6 可知，上行除极端早高峰时段满载率超过 1.01 外，其余时段满载率都没有超过 1.00，运输能力的配备均能够满足客流需求；下行运输能力的配备基本能够满足客流需求，满载率均小于 1.00；白天平峰时段运输能力富余量比较大，在 10:00 — 16:00 上、下行的满载率基本在0.50左右。

1.3 存在问题分析

从客流特征上分析，存在以下问题。

（1）早晚高峰客流量差异大，主要表现在早晚高峰客流数值明显不同，极端早高峰客流数值远超过极端晚高峰客流数值。

（2）上、下行客流极度不均衡，特别是早晚高峰时段的上、下行客流不均衡程度更为突出。早高峰上行断面客流远大于下行断面客流，最大不均衡系数高达1.27，而晚高峰下行断面客流大于上行断面客流，最大不均衡系数也达到1.15。

（3）极端高峰(尤其是极端早高峰)能力最为紧张，乘客满意度及舒适度较低。根据客流分析，目前沈阳地铁一号线存在的最大问题是极端高峰( 尤其是上行极端早高峰 ) 能力不能满足客流需求，满载率超过1.01，已经超过了乘客可承受的拥挤程度。由于受车底数量的限制(目前可以投入运营的车底数量仅为21列)，并且目前还无法通过增加车底运用数量来缩短行车间隔。单一交路及折返方式不能完全满足客流特征。

2 运输组织方案优化及比较

2.1 运输组织优化分析

通过对沈阳地铁一号线运能与运量的适应性分析，可以看出早高峰时段中7:00—8:00的满载率最大，而且最大断面发生在云峰北街 — 沈阳上行区段。因此，可以考虑在7:00—8:00时段，在重工街—青年大街间开行一个小交路(重工街站和青年大街站列车具备折返条件)，小交路列车的车底利用备用车。这样可以有效缓解早高峰上行断面的客流压力。但是，由于小交路列车需要经过青年大街站存车线进行折返作业，而存车线两边没有站台，上行小交路列车在青年大街站无法进行下客作业。因此，在组织开行小交路列车时，下行列车可以不载客，或者上行列车到达南市场站上行站台后清客。清客完毕后，空车进入青年大街站存车线站前折返至青年大街站下行站台，然后进行换端作业。

2.2 优化方案比较

采用编图软件编制运输组织方案的优化运行图，优化前后方案的具体比较如下。

（ 1 ） 优化前列车运行图早高峰时段中7:00 — 8:00 上行极端断面的满载率为 1.01，优化后为0.92，具体如表1所示；7:00—8:00下行断面的满载率为0.63，优化后为0.57，具体如表2所示。

（2）优化前列车运行图早高峰时期上、下行最小行车间隔为6 min，优化后上、下行最小行车间隔为4 min，缩短最小行车间隔2 min。

（3）优化前列车运行图早高峰最大上线列车数为20列、备用车1列，优化后为21列。

2.3 结论

从上述比较可以看出，优化后的列车运行图虽然多使用1列车上线，增加了运营成本，但上、下行早高峰极端断面的满载率下降了约9%，上、下行早高峰最小行车间隔均缩短了 2 min。按照乘坐公共交通出行每位乘客的时间价值为 7.455 3元/h ^[3] ，则每位乘客可节约0.248 52元/2 min。按照列车满载1 440人次/列计算，优化后旅客时间价值总成本节约2 913元/h。优化后的运输组织方案能更好地适应沈阳地铁一号线的客流特征，满足运输需求，提高早高峰时段的服务水平，节约乘客出行的时间成本。

3 结束语

沈阳地铁一号线作为沈阳市第一条地下城市轨道交通线路，位于城区东西方向的主轴线上，横跨市内 5 区，在沈阳城市轨道交通网络中有重要的地位。沈阳地铁一号线也是目前沈阳最先采用CBTC信号制式的轨道交通线路，将在开行高密度、多交路的复杂运输组织方案中起到示范作用。通过研究沈阳地铁一号线断面客流的时空分布特征，对目前的运输组织方案的相关问题进行分析，提出优化方案，并编制了列车运行图，证明了运输组织优化方案实施的可行性。

参考文献：

[1] 江志彬，田益峰，苗秋云.上海轨道交通八号线客流特征及运输方案优化[C]//中国交通运输协会青年科技工作者委员会，上海海事大学.中国交通研究与探索.北京：人民交通出版社，2009：156-159.

[2] 沈丽萍，马 莹，高世廉.城市轨道交通客流分析[J].城市交通，2007(3)：14-19.

[3] 赵淑芝，赵 贝.多因素影响下的城市居民出行行为时间价值[J].吉林大学学报：工学版，2011(1)：46-50.