城市轨道交通的车辆选型和列车编组方案选择

贾连志 汪 侃

（南昌轨道交通有限公司，330038，南昌∥第一作者，工程师）

随着客流量的快速增长，我国部分城市的轨道交通线路出现了运能不足的问题。特别是北京和上海等城市，早晚高峰期车辆客室中的拥挤现象十分严重。由于城市轨道交通建设的不可逆性，通过后期改造的方式提升运力几乎不可能。如果某条线路的运能不足，还将直接影响整个线网的运用；即使通过改变列车编组、缩短列车行车间隔等方式进行线路能力补强，但在换乘站也将不得不面临换乘能力不匹配的尴尬处境。客流预测具有不可控性，因此，正在规划建设城市轨道交通的城市，在规划之时应考虑得更长远一些。

车辆的选型和列车编组方式以及开通后的运营组织方式等将直接影响线路的运能。因此，在进行线网规划时，应对主干线路的车辆选型和列车编组方式进行综合分析，避免因一条线的车辆选型和列车编组方式等选择不当而影响整个线网的运营组织。

1 不同型号地铁车辆参数比较

城市轨道交通车辆一般分为A型车、B型车和C型车。由于C型车运力小，一般应用于轻轨或其他较小运量的轨道交通线路中。A型车和B型车的主要参数见表1。

表1 城市轨道交通A型车和B型车参数比较表

A型车和B型车的高度一样，因而计算所得的圆形隧道建筑限界基本是一样的。另外，国内各厂家生产的盾构机相差不大，且均满足A型车的最大限界，建设单位不会为了减少一点限界而去定制小一号的盾构机，更不会像国外城市轨道交通一样采用椭圆盾构机，因此，无论选择A型车还是B型车，基本不会影响隧道建设的投资。

2 不同型号车辆及编组方案的性价比比较

常见的列车编组方案有6A、6B、8B和8A等4种。8A编组方案一般在较大客流的情况下采用，在此不做特别比较，现仅对争议较多的6B、8B和6A编组方案进行比较（见表2）。

表2 各种列车编组方案的基本参数比较表

在相同远期预测客流条件下，如果采用大运量列车编组方案，则可以通过适当加大行车密度的方式，减少运用列车数，从而降低车辆购置和信号设备成本。同时，由于减少了列车采购数量，还将减少车辆段和停车场用地面积，间接降低用地成本。针对选择A型车会造成用电能耗增大是基于开行相同列次而言的，而对于相同的客流运送量，通过运营组织调节行车间隔，可以减少开行列次，从而降低能耗。

3 远期开行标准说明

从国内城市轨道交通的前期设计文件来看，远期开行标准的行车间隔一般定为2min。虽然设计远期是指开通运营后25年，但从北京、上海及广州的经验来看，在线网初步形成后，由于客流的压力，后续开通的中心城区线路的开通标准越来越高，而且在3～5年内就迅速达到了预测的远期客流。

就车辆选型而言，对远期最大设计开行标准，运营部门更倾向于选择高峰时期开行6A编组列车、行车间隔2min36s的标准，而不是选择开行6B编组列车、行车间隔2min的标准。前者可以保证在个别车站客流压力较大的情况下增加列车上下客时间也不至于造成高峰期列车晚点，而且客流过大时还可以通过投入备用车进一步缩短行车间隔，大大提高了运营组织的灵活性。

4 综合性价比分析

结合国内某条城市轨道交通线路的前期设计来做分析和比较。该线路全长20km，设15座车站，预计全周转时间为75min。

在相同的客流预测条件下，远期采用6A列车编组方案，高峰期行车间隔2min 36s，需上线列车29列；按照检备车不低于上线列车数的20%进行计算，共需配置列车35列。采用6B编组方案，高峰期行车间隔2min，需上线列车38列；按照同样的检备车比例计算，共需配置列车46列。

4.1 建设成本比较

在相同的客流预测条件下，6A与6B两种列车编组方案的建设成本比较见表3。

表3 6A与6B列车编组方案的建设成本比较表

从建设成本来看，在提供相同运能的情况下，选择6A方案比6B方案反而节省了投资，而且6A方案预留了充足的进一步缩短行车间隔提高输送能力的空间，能够应对更大的高峰断面客流，避免客流预测出现偏差带来的风险。

4.2 服务标准比较

某城市的轨道交通3号线一期工程6A与6B列车编组方案的服务标准比较见表4.

由于行车间隔包含了约1min的列车停站时间及列车进出站时间，除早晚低峰运营时段外，乘客实际感受到的列车等候时间不会有明显差异；且早晚低峰的客运量通常低于全日客运量的5%，6A列车编组方案不会对整体的服务质量造成影响，而且可以通过早晚低峰加开1列上线列车将行车间隔缩短到7min以内，从而提高服务标准。

表4 某城市的轨道交通3号线一期工程6A与6B列车编组方案的服务标准比较

4.3 运营收支比较

某城市的轨道交通3号线一期工程6A与6B列车编组方案的运营收支比较见表5。

表5 某城市的轨道交通3号线一期工程6A与6B列车编组方案的运营收支比较表

需要注意的一点是，在单线运营或线网形成初期，由于客流不足，在采用6B列车编制方案运能已经过剩的情况下，为保证对乘客的服务标准而缩短6A编组的列车行车间隔，可能会造成一段时期内的运营成本上升。

4.4 结论

综上所述，在新线建设时，面对同样大小的客流，无论是从建设成本还是运营收支来看，6A列车编组方案比6B列车编组方案更经济、合理。更为重要的是，在客流预测可能出现较大误差的情况下，系统最短行车间隔又只有2min的前提下，6A列车编组方案还有进一步缩短行车间隔、提升30%运能的空间。

在城市轨道交通已成线网的城市，很多早期建成的线路的客流量已超出了远期预测的客流量，若运能没有提升空间，将对运营组织形成制约，运营安全长期得不到保障。特别是在客流预测只有25年的前提下，城市轨道交通建设的不可逆性更需要城市轨道交通的建设者们不能仍然固守旧有观念，要转变观念，立足当下，考虑长远。

5 结语

通常，部分城市的轨道交通新线建设容易出现两个片面性：一是偏重绝对值比较，初看6A列车编组方案比6B列车编组方案确实要多花不少钱，但没有考虑到运营组织可以适当调节开行密度的因素；二是对城市轨道交通的直接投资考虑的比较多，对其他间接投资影响考虑得不够。例如，由于土地资源的紧缺，节省地面用地等将越来越显得宝贵。

从国内新建城市的轨道交通规划来看，一方面要设计出6B列车编组远期行车间隔2min左右的方案，证明远期客流确实有这么大，便于立项；一方面又不肯为远期预留足够的运能提升空间，根据地铁设计规范一般只考虑15%的裕量，因此很容易在远期形成运营瓶颈。

由此可见，城市轨道交通是一项综合性工程，不能简单地进行绝对值比较，应更长远地进行深入分析。

［1］GB 50157―2003地铁设计规范［S］.

［2］何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通运营组织［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［3］魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术［M］.北京：电子工业出版社，2004.

［4］周春燕.上海轨道交通运营成本控制刍议［M］.城市轨道交通研究，2010（7）：9.