对编制《地铁设计规范》运营组织部分的思考

毛励良

(北京城建设计研究总院有限责任公司 北京 100037)

1 运营管理部分在规范中的意义

地铁系统作为城市公共交通的骨干系统，将城市交通水平提升到了新的层次，给城市经济的发展、城市结构的改善、城市居民出行服务水平的提升以及城市综合实力的提高，都带来了实实在在的效果。然而，地铁系统之所以能够起到如此良好的作用，与其运量大、速度高、正点准时、乘坐舒适的特点是分不开的。要达到这些目标，系统除了包含大量的土建工程系统、专业设备系统外，还需要具备完整的维修保障系统和完整的运营管理系统。这些系统必须进行良好的匹配、整合，建立有效的运营管理体系，配备训练有素的管理人员，才能将系统安全、有效地运转起来。运营组织设计，就是以运营管理的需求出发，从线网、线路、规划、安全、使用、保障等各个方面，系统地分析地铁的各项需求，从运营需求的角度出发，通过对线路定位、乘客需求、管理需求的分析，在充分了解并结合工程实施条件的前提下，提出合理的运营规模、工程建设规模需求;明确运营管理方式，提出运营管理的基本指标，协调多专业工程设计的成果。

1992年颁布的《地下铁道设计规范》中没有独立的运营组织章节，只是根据预测客流量，对设计规模进行了原则上的定义，实际工作中运营组织的设计内容也比较简单。

将运营组织纳入规范并独立形成章节，本身就意味着一种设计思维方式的变化。2003版的规范，在积累了一定的地铁工程设计经验和运营管理经验的前提下，对系统的要求从模仿到自主、从被动到主动、从工程出发到从需求出发，将渗透在规范各部分条文中的相关概念提炼出来，结合概念设计的基本方法，在研究、总结运营管理经验和工程建设经验的基础上，首次形成设计规范运营组织部分的独立章节。而现今第3版《地铁设计规范》的报批稿也成稿在即，该版规范在2003版规范的基础上，结合设计实践和后续其他标准规范的实施，在编制基本原则不变的前提下，对原有内容进行了修订和完善。

2 编制内容的确定

众所周知，地铁是一个庞大而繁杂的系统，地铁设计牵涉到很多专业和子系统。如何对如此众多的专业和系统合理地整合、匹配，提出和确定一个基本的运营目标，形成一个完成目标所需要具备的基本框架和流程，则成为整个系统设计首先要解决的问题，也就成为运营组织在设计阶段所要完成的工作。

作为地铁设计规范，对运营组织部分所规定内容的界定，首先要符合设计规范的定位，即本规范是为工程设计服务的，同时能够为运营实施提供一个良好的基础。其次规范应体现运营对工程的基本需求，包含对设计的基本原则、设计所考虑的基本影响因素、关键设计指标或参数、运营组织设计的基本理念和方法等内容。

由此，确定规范条文应达到以下要求:

1)规范规定的内容主要是用于最高运行速度在100 km/h以下，全封闭运行，高峰断面主要在3万人/h以上，服务于城市中心及中心与城市边缘、组团联系的大运量地铁系统;

2)在工程建设实施之前，对全线的运营总体目标、功能、需求、管理模式进行充分研究，明确认识;

3)提出系统的服务水平和影响运输效率的关键性指标;

4)从运营管理需求的角度出发，对系统设计能力、运输能力的配置以及工程建设规模进行控制;

5)提出系统运营从单线、多线到网络化运营管理的需求;

6)明确运营管理核心内容和运营支持保障系统的关系，提出必须做到的界面和内容;

7)规范规定的内容应尽量具有可操作性，对影响工程规模的控制性参数要有具体规定;

8)作为运营组织规范，应为设计人员根据工程需求灵活使用创造条件。

根据规范编制的经验，设计规范条文一般包含功能性条文、方法性条文和性能性条文。其中，功能性条文主要以基本原则、基本规定为主，是对总体原则和后面条文的概括性论述;方法性条文说明决策方法或需要考虑的基本因素、目标等，根据具体情况、技术手段的变化，其结果可能是不同的;性能性条文规定具体指标，具有直接的可操作性。

依照以上分析，根据地铁系统特定和建设功能需求，最终运营组织规范确定为下列5个部分:

1)一般规定(运营概念)。这部分描述了运营组织设计的基本原则和基本要素，重点突出了借鉴概念设计的思维和方法，在设计阶段，应对系统进行需求、功能、规模、管理上的分析，以及分析所包含的基本内容，同时也是对后续章节进行的总体概括。

2)运营规模。这部分内容主要用于对系统总体运营目标和建设规模的确定，主要强调根据客流规模的要求，合理地确定系统运输规模，确定系统设计能力。此外，对影响运输能力和基本建设规模的几个关键因素提出了相应的控制条件和控制方法。

3)运营模式。针对设计阶段，运营模式条文主要针对地铁系统的核心管理内容，规定了运营管理的基本运作模式及核心指标，这些规定不仅与乘客运输直接相关，也会间接地影响工程建设规模。

4)辅助配线。与一般规定和运营模式相对应，辅助配线是完成运输任务的必备条件，也对系统建设的工程规模有很大影响。合理地设置辅助配线，不仅是保证运营顺利实施、控制建设投资规模的重要前提，也是在实际运营过程中应对各种意外情况的保障措施。本部分条文规定，就是针对列车运行的各种情况，提出辅助配线设置的要求和方法。

5)运营管理。该部分以安全、高效、节能的运营管理为目标，对运营管理的机构、人员设置、系统维修保证提出了原则性目标，对人员数量提出了总体控制指标，对在实际运营过程中形成良好管理的数据基础——客流数据的统计方式，提出技术手段方面的要求。

3 重点内容的思考和解读

3.1 运营概念的理解

概念设计是目前被越来越广泛采用的一种确定产品性能或工程规模的一种方式，其目的在于进行具体的产品或工程设计之前，对使用该产品或工程的环境、对象、方法、过程以及所要求达到的效果进行分析研究，从而为具体的设计工作确定目标，成为最终完成产品或工程生产建设的重要阶段和前提。

城市轨道交通系统是由多个分系统组成，根据各个城市不同线路的不同情况，运营管理对系统的要求也是有差别的。因此，在系统建设的初期对其整体的运营概念和运营模式进行研究，有利于正确认识系统建设的规模，以及系统在运营管理过程中的需求，在设计和建设过程中对土建、车辆及其他设备系统提出要求，对设计过程进行管理和指导，并为将来的运营管理打下良好的基础，是非常必要的。

参考概念设计的基本方法和思路，将地铁系统的运营概念理解为3个部分，即规模、模式和管理方式。这3个部分体现了形成系统运营概念的三大基本要素，即最基本的需求、系统如何运转、支持运转的组织架构和人员。

通过对以上内容的研究，运营概念将根据各种前提条件，对整个系统进行一种整体性的、在一个总体目标基础上以需求为基点的、具有良好匹配性的、全系统性的概念设计和研究，其内容以运营管理需求为基点，包含对设计标准、管理模式、功能匹配、工程方案等各方面提出要求，在各个分系统功能和规模确定之前，为具体的设计工作确定目标，成为最终合理地完成工程设计和建设的重要前提。对于复杂的地铁系统，运营概念研究的具体实施既可与工程设计相互独立，也可根据需要融合在各个工程设计阶段中进行。

3.2 运营规模和建设规模的确定

在工程设计阶段，确定系统的运营规模，其主要目的还是要确定系统的建设规模。既然工程建设最终还是要为运营服务，那么影响运营规模的几个主要因素，包括运输能力、列车编组、列车运行速度、列车运行间隔等要素，就成为确定系统运营规模，同时也是确定系统建设规模的主要因素。其中，系统运输能力是决定系统建设规模的核心元素。

运输能力原则上是根据地铁线路的客流预测需求来决定的，根据各年限客流预测的成果，可以基本判定各年限的运输能力所要达到的目标。需要指出的是，客流预测的成果虽然提出了各年限的运量需求，包括全日运量和高峰小时断面的具体数据，但这些数据不可能成为一种精确的数据，而是一种运量规模的体现。因此在使用这些数据时，还是要进行必要的分析，其中包括对运量规模风险的分析、对各年限运量变化速度的分析等。

对于不同规模的城市，其城市化进程的不同，以及轨道交通网络化程度的不同，对运输能力的需求会产生很大影响。例如，如果线路所经过的区域大部分为建成区，已经形成较大的人口和岗位规模，则线路建成后初近期的客流就会上升较快，在配置初期运输能力时就要考虑较大的富余量;反之，如果线路所经区域主要为规划发展区域，由于城市规模和人口规模的形成需要有一段时间，则初近期运输规模的风险就比较小，而远期的客流规模风险就比较大，因此在配置运输能力时，对于远期就要考虑较大的富余量。

在确定运输能力的基础上，列车编组、运行速度、运行间隔几个综合性的指标，共同确定了总体的运营规模，成为决定系统建设规模，包括车站规模、线路标准、服务标准、安全保障系统、环境保障系统、管理保障系统、系统维护保障规模和投资规模的基本出发点。

3.3 运营模式的规定

经过对地铁运营管理的内容进行分析后，运营管理工作可归纳为几个基本内容:核心管理、保障性管理和日常性管理。

核心管理主要是指直接面对于乘客、面对社会公众负责的业务以及保障以上业务的关键性业务，包括调度指挥、列车运行、车站管理、票务管理等。

保障性管理是服务于核心管理的，不直接与服务对象和公众见面，工作的有效性不直接体现在对乘客的运营服务中，但是对于整个运营系统来讲同样是不可或缺的部分，主要包括车辆和设备系统的维修保障、物资供应、员工培训等。

日常性管理是指企业的后勤保障管理，并非地铁运营企业中的专业技术管理，主要包括办公室、人力资源管理，党群工作、监察审计，企业、财务、安全和技术管理等。

由此看出，地铁系统的运营管理模式包含很多内容，作为设计规范，也不可能对运营模式的各方面都进行规定。因此针对设计阶段，运营模式条文主要针对地铁系统的核心管理内容，规定了运营管理的基本运作模式及核心指标，这些规定不仅与乘客运输直接相关，也与建设规模直接相关，其中主要包括:

1)列车运行指挥方式——明确规定列车运行指挥采用集中监控的方式;

2)列车驾驶安全防护方式——由于地铁系统是大运量高密度运行，因此列车运行必须采用自动化安全防护系统;

3)对列车运行速度的控制——包含对曲线运行速度、正常情况下区间最高运行速度、牵引计算启动和制动加减速度提出明确指标，这些参数直接关系到线路设计标准和列车旅行速度的计算;

4)停站时间计算——主要对列车在车站停站的开关门时间提出明确指标，不仅影响到列车旅行速度，同样还影响到车站配线的设置以及车站通过能力。

3.4 运行交路的设定

运行交路有很多种，大致可分为单交路、大小嵌套式交路、支线交路等几种类型。根据国内地铁实际情况，使用最多的是1个大交路或大小2个嵌套式交路。一般情况下，为了保证一定的服务水平，初期大部分线路都是使用1个大交路，近远期为了提高列车运行的运输效率，常常采用大小交路套跑的方式。

设定线路的大小运行交路，首先考虑的是大小交路的服务范围是否能满足客流断面的需求，但核心问题还是要对乘客出行范围、出行特征进行必要的分析。由于每条线路的具体情况不同，在规范中并没有对大小交路的设置提出具体指标，但提出了要根据各设计年限客流量和分布特征综合确定的要求。具体来说，应考虑以下几方面的因素:

1)通过对线路沿线土地使用规划性质、人口分布和预测OD客流的分析，明确乘客在本线的出行范围，尽量使交路设置符合乘客出行范围的需要。

2)考虑线网换乘节点的分布，分析换乘节点换乘量的大小和强度，尽量避免由于运能匹配不合理而形成换乘客流对线路的冲击。

3)小交路不可避免地会存在需要继续前行的乘客被清客下车，并转乘下趟列车。如果清客时间较长造成停站时间增加较多，或者造成有较多的乘客需要转乘下趟列车而造成过度拥挤或停站时间过长，即便运输能力能够满足断面需求，也表明交路设置是不合理的。

4)小交路的实施需要设置折返线，应结合全线配线设置综合考虑。

5)对于一条线路的不同时期，由于沿线发展程度不同，列车运行交路会存在变化的可能，在交路设置和配线设置时要提前分析和考虑。

3.5 辅助配线的设定

地铁线路的配线主要包括折返线、渡线、故障车停车线、联络线、车辆基地出入线和安全线等，这些辅助配线在地铁系统运营过程中不仅是列车完成运行动作的直接参与者和安全保证，而且对系统建设的规模也有很大的影响。在设计过程中，折返线、故障车停车线、安全线等线路，都是特别需要重点考虑和研究的。

1)折返线通常包含站后折返、站前交叉渡线折返和站前三线式折返等形式。一般情况下，站后双折返线折返形式由于不与后续列车产生敌对进路，具有折返能力较高、工程规模相对合理的特点，而且两条折返线互相备用，还可以临时存车，信号的进路关系相对简单，因此一般终点站和中间折返站都使用站后折返的形式。同时，站后折返线还可以直接延伸与车辆基地的出入线连接，成为出入线的一部分。此时，如果此车站是终点站，在工程条件允许时，应在站前设置一组单渡线，以增加车站配线的灵活性。

站前交叉渡线折返的形式一般在高架岛式站台终点站或没有条件设置站后折返的地下岛式终点站使用，可以适当减小高架车站的体量。但使用站前交叉渡线折返时必须对折返能力进行仔细核算，必要时要增加道岔的号数来提高侧向通过速度。

2)根据规范的规定，故障车停车线需要在间隔一定的距离内设置，这是为满足运营期间故障车处理的需求而确定的。在设置此类配线时，在满足距离要求的情况下，首先要考虑尽量与具有配线的车站结合设置，如小交路折返线、联络线、车辆基地出入线、地下线与高架线过渡的车站等，以便节省土建规模，使配线的位置更加集中和便于管理。同时，停车线的设置要结合土建工程条件，在适合明挖的车站可设置2条停车线，其中1条可作为存车线使用;在适合暗挖的区域，可以设置1条，减小车站明挖对地面产生的影响。需要指出的是，停车线的末端应设置渡线与正线连通。如果不能设置，则需要考虑加密停车线。

3)安全线的概念是从铁路设计的理念中引申过来的，目的是为了保证在线路条件受到限制的时候，避免列车在不适当的时候闯进正线，主要使用在车辆基地与正线接轨的出入线上。

由于过多安全线的使用会导致土建工程增加，配线形式变得复杂，因此规范规定，只在岔线或车辆基地出入线进入正线前不具备一度停车条件和经过核算不能满足信号安全距离要求时，才设置安全线，其他情况下的安全保障则应通过管理措施来实现。

4 结语

将运营组织纳入规范并独立形成章节，本身就意味着一种设计思维方式的变化。随着地铁建设规模的不断扩大，各大城市纷纷进行轨道交通线网规划，各种不同运量、不同性质的地铁线路不断出现，所采用的技术也不断更新，地铁建设面临着前所未有的大发展。同时，随着地铁新线不断投入运营，以建设为运营服务的理念也在不断深入到工程建设的各个领域，对地铁系统设计的要求也越来越高。在这种情况下，以运营需求为主导、运营管理为主线的设计理念，被逐步纳入到地铁工程设计工作中。

此外，目前已经完成报批稿的新版规范中，除了对条文内容进行修正细化外，特别加强了关于服务水平和安全方面的规定，包括对列车运行间隔的规定、列车起动、制动加速度的规定以及列车进站速度、过站速度和救援速度等方面的规定。这不仅是规范本身的更新，而且是通过近些年我国城市轨道交通的飞速发展，导致了整体技术水平的发展以及建设和运营理念的更新。

从与国外、香港等公司的技术交流中了解到，运营组织设计已经在工程设计中占有较强的主导地位，其作用包括设计理念、规模确定、运营标准、工程标准、运营过程管理、乘客服务、维修保障、运营经济等各个方面，涵盖了从规划到运营的全过程。

因此，结合国内外的工程设计实践和目前各城市运营管理经验，修改原有的设计模式和思路、加强相关科技和理论研究、改善和优化专业结构和技术手段、推行基于运营管理模式的轨道交通工程设计，对于提升规范理念的执行，强化运营管理在设计工作中的引领地位，是完全可行和必要的。

［1］GB 50157—1992地下铁道设计规范［S］.北京:中国计划出版社，1992.

［2］GB 50157—2003地铁设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2003.

［3］建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准［S］.北京，2008.

［4］GB 50490—2009城市轨道交通技术规范［S］.北京，2009.

［5］梁玲琳.产品概念设计［M］.北京:高等教育出版社，2009.