北京地铁6号线快慢线运营模式设计

程 雯 韩宝明

(1.北京交通大学交通运输学院 北京 100044；2.北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

北京地铁6号线快慢线运营模式设计

程 雯1,2韩宝明1

(1.北京交通大学交通运输学院 北京 100044；2.北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

分析比较6号线采用的3种运营模式，提出采用快慢车共轨运营模式，不但可以加快通州新城与主城之间的联系，还可以满足不同乘客的出行需求。应用牵引计算软件，提出快慢车共轨运营模式过站速度、旅行速度、舒适度等运营指标。结果表明，6号线在尽量降低对慢车影响的前提下，提高了快车的运营效率，以较小的土建代价，取得了较好的运营效果，提高了地铁的运营效率和服务水平。

运营模式；快慢车共轨；避让站；旅行速度

北京地铁6号线全线长43.3 km，仅次于地铁线网中的环线10号线。线网规划调整后，6号线将继续向西延伸至金安桥站，总长度将达到53.9 km，超过10号线，不但将主城区、苹果园枢纽、通州新城连接起来，而且分担了地铁1号线的客流。如果6号线采用普通的站站停运营模式，全程旅行时间接近1.5 h，不利于乘客出行和吸引客流。因此,提高旅行速度、缩短旅行时间、提高服务水平是6号线运营模式需要研究和解决的问题之一。笔者通过分析国内外的地铁运营模式，对6号线采用的3种不同运营模式进行分析研究，从中总结出适合于6号线这种长大线路的运营模式，最终推荐采用快慢车运营模式。

1 地铁6号线线路特征

1.1 线路较长

根据北京地铁近期建设规划，将建成“三环、四横、五纵、七放射”的轨道交通网络，6号线是其中一条东西向的骨干线路，西起五路居、东至通州新城，全线长43.3 km。主要经过的行政区域有海淀区、西城区、东城区、朝阳区和通州新城。6号线分两期实施，一期工程为五路居站—草房站，已于2013年12月建成通车，二期工程为草房站—东小营站，计划于2015年建成，届时一、二期工程将贯通运营[1](见图1)。

图1 地铁6号线线位示意

1.2 平均站间距较大

北京地铁6号线共设车站27座，全部为地下车站，全线平均站间距为1 641 m，分段统计见表1。

表1 6号线平均站间距分段统计

从表1可以看出，四环范围内属于主城区，平均站间距在1.6 km以下，四环外至通州新城属于城市郊区，平均站间距达到1.6 km以上。

1.3 换乘站较多

6号线共有13座换乘车站，占车站总数的48%，分别与线网中的12条线路换乘。

2 地铁6号线客流特征

2.1 高峰断面客流量较大

6号线各设计年限客流预测汇总见表2，远期早高峰客流断面见图2。

表2 6号线各设计年限客流预测结果汇总

图2 地铁6号线远期早高峰客流断面

可以看出：

1) 6号线远期早高峰最大客流断面为4.48万人，属于大运量级别[2]。

2) 6号线早高峰小时由东向西方向最大断面出现在呼家楼站—金台路站，说明东部来的乘客多数目的地在CBD附近。由西向东方向最大断面出现在地安门站—隆福寺站，说明西部来的乘客多数目的地在中心城范围。

2.2 乘客出行距离较长

6号线全日平均运距在10～13 km以上，乘客出行距离较长。根据其线位和周边的用地情况，将地铁6号线车站分为A、B、C、D、E 5个区域进行分析，各个区域范围见表3，6号线远期全日各区域间交换量见图3。

从图3可以看出,区域间交换量最大的是A和B，日交换量约为21.22万人,其次为B和C，日交换量为19.89万人，第三为B和D，日交换量为16.97万人。出行距离在15～35 km，可见6号线中长途的客流较多。B区域的客流交换量是全线各区域中最大的，还是全线客流主要的出行目的地，客流吸引力较大，呈现出明显的向心性。

表3 6号线区域客流划分

图3 6号线远期全日区域OD交换量

从以上地铁6号线客流的分析来看，地铁6号线的功能定位为大运量、快线运营系统。由于6号线线路较长，尤其对中长途乘客的出行，更要满足其快速的要求，充分体现地铁6号线快线运营的特点。

2.3 交通出行要求

北京市轨道交通系统可分为三个不同层次：第一个层次为市中心15 km半径的范围，即中心大团和多数边缘集团；第二个层次即近郊圈层，即市中心15～35 km半径的范围，主要包含通州、亦庄、大兴、门头沟、昌平、顺义和房山新城；第三个层次为远郊圈层，即市中心周围35～70 km范围，主要包含延庆、怀柔、密云、平谷。在第一个层次范围内，轨道交通网具有良好的覆盖性和直达性，交通服务较为完善。而对于第二个层次和第三个层次，若按照普通的轨道交通系统来服务，则很难具有吸引力。例如，八通线与1号线在四惠站和四惠东站换乘，是连接通州和中心城的一条主要轨道交通线，采用站站停的运营模式，旅行速度一般在33 km/h左右，加上线路两端步行和中间换乘时间，乘客从通州新城至市区的出行时间超过1 h。如此长的出行时间不仅使轨道交通缺乏吸引力，也造成高峰期间地面交通压力巨大，交通拥堵现象严重。根据北京市空间发展战略和交通发展政策，为构建中心城和新城之间快速、高效、大运量的客运交通走廊，引导中心城的有机疏散，支持新城的发展，近郊新城到城市中心的轨道交通出行时间宜控制在45 min以内，远郊新城到城市中心的轨道交通出行时间宜控制在1 h以内。地铁6号线服务于第二层次，全线出行时间目标为1 h。

3 地铁6号线快慢线运营模式

3.1 国外地铁快线模式举例

国外地铁快线统计见表4。

表4 国外地铁快线统计[3]

3.2 地铁6号线快线运营模式

纽约、巴黎和东京的地铁快线特征各不相同，没有一个绝对的指标来定义快线，但它们都有着共同特点：站间距大、速度高；主要出行点之间快速直达；快线主要是通过减少停靠站和提高运行速度来实现。

地铁6号线穿越城市中心区，开发密度通常较高，地下管线布置非常复杂，建设成本非常高。受工程条件的限制，6号线若实施快慢分离的4轨模式相当困难。因此，根据国外城市地铁快线的经验和地铁6号线的线路特点，地铁6号线可以考虑以下模式：

1) 大站快车运营模式。主要服务于中长距离乘客的需求，可缩短出行时间，减少短途乘客对中长途乘客的干扰，提高轨道交通的舒适度和服务水平，从而吸引更多的客流[5]。

2) 快慢车共轨运营模式。可满足不同层面乘客的需求，将跨站运营和站站停运营相结合，体现以人为本的设计理念。

3.3 大站快车运营模式

大站快车运营模式，保留中心城区和CBD沿线的车站，减少6号线东部沿线上下车客流较小的停车站，确保了通州新城和定福庄的中长距离通勤客流能够快速到达CBD和中心城区，见图4。大站快车运营指标见表5。

图4 6号线大站快车运营模式车站

表5 大站快车方案运营指标

大站快车运营方案的优点有：

1) 大站快车旅行速度较高(45.9 km/h)，与巴黎地铁RER(快速铁路交通)的旅行速度相近。

2) 无需设置避让车站，车站规模较小。缺点有：损失短途客流，影响6号线的服务范围，降低了6号线的经济效益，需要其他线路来弥补短途乘客的上下车需求。

3.4 快慢车共轨运营模式

快慢车共轨运营模式是指快车和慢车在同一轨道上运行，其中快车通过采取在上下车客流量较小的车站不停车通过，以提高快车的旅行速度，缩短快车的运行时间；慢车则采用站站停车的模式，收集沿线各站的客流。

快慢车共轨运营方案与大站快车方案相对应，保留中心城区和CBD沿线的车站，快车通过越行东部沿线上下车客流较小的车站，使快车由东小营站至青年路站的车站停车数量减少到7座车站，确保了通州新城和定福庄的中长距离通勤客流能够快速到达CBD和中心城区。

由于快车的旅行速度比慢车快，需要设置快慢车避让站。通过运行图[6]铺画计算，得出地铁6号线快慢车的避让站为常营站和新华大街站，见图5。快慢车共轨运营指标见表6。

图5 6号线快慢车共轨运营模式

表6 快慢车共轨方案运营指标

快慢车共轨运营方案的特点：

1) 系统高峰小时运输能力为24对，其中快、慢车各12对，系统运输能力是决定避让站数量的主要因素。

2) 五路站—青年路站，快车与慢车站站停车。

3) 在通州新城和定福庄区域，快车采用跨站越行，确保通州新城的通勤客流能快速到达CBD和中心城区，减少频繁停站对中长途客流的干扰；慢车采用站站停车，满足了短途乘客出行的需求[7]。

4) 避让站规模较大，新华大街站和常营站是快慢车避让站，采用双岛四线的形式，快车走正线直向进出站，慢车走侧股侧向进出站。

3.5 快慢车共轨与其他运营模式的比较

3.5.1 与大站快车模式的比较

快慢车共轨运营模式与大站快车运营模式的比较见表7。可以看出，大站快车全线旅行时间和旅行速度与快慢车共轨的快车相当，因此两者的运营效果相当。但是,由于大站快车减少了车站数量，损失了短途客流，服务产品单一，灵活性较差。而快慢车共轨运营模式的快车和慢车可以满足中长途、短途乘客不同的出行需求，运营灵活，体现了以人为本的服务理念。

3.5.2 与站站停模式的比较

快慢车共轨运营模式与站站停运营模式的比较见表8。

表7 快慢车共轨运营与大站快车模式的比较

表8 快慢车共轨运营与站站停模式的比较

1) 站站停运营模式全线的旅行时间为56 min，其中东四—东小营的旅行时间约为38 min 38 s。快慢车共轨运营模式快线的旅行时间为53 min 04 s， 其中东四—东小营的旅行时间约为35 min 42 s。快车主要在青年路—东小营区段实现越行，该区段快车比站站停运营模式节省时间2 min 35 s，占站站停运行时间的7%，快车节省了中长途乘客的出行时间。

2) 慢车的旅行时间为63 min 29 s，比站站停运营模式全线的旅行时间增加7 min 29 s。由于慢车要避让快车，增加了运行时间。

3) 站站停运营模式的配属车数、车辆年走行公里数与快慢车共轨模式相同。

4) 快慢车共轨模式设2个快慢车避让站，采用双岛四线地下车站，规模较大，较标准岛式地下车站增加土建工程投资约3.8亿元。

6号线快慢车共轨运营模式在工程投资增加较少的情况下，提供了2种服务产品，对长短途客流进行分流，减少了不同出行需求客流之间的相互干扰，实现了通州新城和定福庄与CBD和中心城区的快速到达，提高了客流吸引力，成为6号线运营的主要特点。

3.6 快慢车共轨运营模式指标分析

3.6.1 过站速度比较

6号线列车最高运行速度为100 km/h，列车到达站台端的速度不超过55 km/h[8]，因此列车在进站停车制动之前就要增加1次制动，将速度降到55 km/h，然后再惰行、制动进站，这样就降低了6号线的旅行速度，尤其是快车的旅行速度。为了提高6号线的旅行速度，分析站台端速度对快车旅行速度的影响，对快车采取80、70、55 km/h 3种不同的过站速度方案,见表9。

表9 6号线快车不同过站速度的运行时间比较

可以看出，快车以80 km/h过站时，全线旅行时间比70 km/h过站节省10 s，比55 km/h过站节省3 min 57 s。

快车以70 km/h过站时，全线旅行时间比55 km/h过站节省3 min 47 s。

慢车不限速进站的全线旅行时间比限速(55 km/h)进站节省4 min 12 s。

快车以80 km/h和70 km/h过站时，旅行速度比以55 km/h过站提高5 km/h;慢车不限速进站时，旅行速度比以55 km/h限速进站提高4.5 km/h。

在方案1中，慢车在避让站避让快车等候时间为2 min 30 s；在方案2中等候时间为1 min 51 s;在方案3中等候时间为1 min 46 s。

可见，快车以80 km/h速度过站时，不但可以大大缩短旅行时间，还可以减少慢车避让快车的等候时间，提高服务水平。

经过以上不同过站速度全线运行时间的比较，在最高运行速度达到100 km/h的情况下，提高列车的过站速度(大于55 km/h)，可以有效地提高列车的旅行时间和旅行速度。当列车自然惰行进站时，不需要提前制动减速，还可以降低能耗。在保证安全的前提下，地铁6号线提高列车的过站速度，允许快车以不超过80 km/h的速度过站，可充分有效地发挥百公里的速度优势。

3.6.2 快慢车共轨运营指标分析

快慢车共轨运营指标见表10。快车越行区段褡裢坡站—东小营站列车内的乘客舒适度，即站席每平方米站立人数，见表11。

表10 快慢车共轨方案运营指标

表11 快车越行区间列车舒适度指标

从表10中可以看出：

1) 快车由东小营—隆福寺旅行时间为32 min 17 s，符合核心区和郊区(长度约30 km的服务范围)旅行时间控制在30 min。说明由通州新城、定福庄到核心区、CBD的中长距离通勤客流，总出行时间也能控制在1 h之内[9]。

2) 快车全线旅行时间为49 min 07 s，比慢车运行时间缩短10 min，缩短了沿线主要的客流集散点之间的出行时间，使其能快速到达。

3) 由于快车在通州新城和定福庄区域减少了停站数量，避免了短途乘客频繁上下车对通州新城通勤客流的干扰。

从表11中可以看出：在9个快车越行区间，快车的车厢站立密度在2人/m2以下的占33%，在3～4人/m2的占44%，在4～5人/m2的占23%。可见，在快车越行区段，车厢内的舒适度是较好的，不会出现特别拥挤的现象。

在6个快车越行区间，慢车的车厢站立密度在2人/m2以下的占11%，在3～4人/m2的占44%，在4～5人/m2的占33%，只有1个区间的站立密度达到5.3人/m2。因此，慢车的舒适度比快车要差一些，但是有88%的区间都低于5人/m2。

快慢车共轨运营方案，其优越性主要体现在：旅行速度快，快车全线的旅行速度为52 km/h，由东小营站—东四站的旅行速度为55.6 km/h；由通州新城至核心区，快车约33 min到达；可提高对中长途乘客的服务水平。由于快车减少了停站数量，避免了频繁上下车对中长途乘客的干扰，提高了对中长途乘客的服务水平，体现了以人为本的设计理念；快车越行区段，快慢车的站立密度主要在2～4人/m2，站立密度超过4.5人/m2的区间最多为3个。

4 结论

1) 北京地铁6号线线路长、平均运距大，如果采用站站停的运营模式，将难以满足中长距离乘客的出行需求。如果采用大站模式，其运行时间与快慢车模式的快车运行时间相当，并无优势可言，却损失了部分短途客流，降低了地铁覆盖水平。因此，地铁6号线推荐采用快慢车共轨的运营模式，快车的平均旅行速度较常规地铁平均旅行速度可提高10 km/h，使其较好地起到了在轨道交通网中的骨干作用。

2) 从快车越行运营的效果看，快车使长距离出行的旅客在途时间有所缩短，有效地将中长途乘客从短途乘客中分离出来，既满足了乘客的不同出行需求，也提高了线路的运营效率，有助于提高全网的整体运营效率。

3) 快车越行部分车站使得快车的实际站间距加大，通过提高快车通过站台的速度，不但可以提高快车旅行速度、减少运行时间，同时也可以减少慢车等候快车的时间。

综上所述，6号线在提高最高运行速度、组织快慢车共轨运营、提高越行过站速度等诸多方面均进行了尝试，在尽量降低对慢车影响的前提下，提高了快车的运营效率，以较小的土建代价，取得了较好的运营效果，提高了地铁的运营效率和服务水平。

[1] 北京城建设计研究总院有限责任公司.北京地铁6号线一、二期工程初步设计说明书[G].北京，2010.

[3] 熊贻辉.市域线快慢车组合运营模式研究[D].成都:西南交通大学，2012.

[6] 高德辉，胡春斌，宗晶.区域快速轨道交通快慢车运营方案的研究[J].铁道运输与经济，2014，36(2)：73-78.

[8] GB 50157—2013 地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

(编辑：郝京红)

Design of Operation Mode on Beijing Metro Line 6 as an Express and Local Line

Cheng Wen1,2Han Baoming1

(1.School of Traffic and Transportation, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044；2.Beijing Urban Consruction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

By analyzing three operating modes of Beijing Metro Line 6, the mode of fast and slow train on one rail is proposed. Not only can it accelerate the connection between Tongzhou New Town and the main city, but also it is capable of meeting the travel needs of different passengers. By traction calculation under this operation mode, the speed of vehicles passing through the station, travel speed, comfort and other operational indexes are put forward. The results show that this operation mode on Metro Line 6 can reduce the influence on slow train as far as possible and improve the operation efficiency on express train with low construction cost and better operation results to improve the whole subway productivity and the level of service.

operation mode; fast and slow train on one rail; avoidance station; travel speed

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.05.017

2015-03-27

2015-05-18

程雯，女，本科，高级工程师，工程硕士在读，主要从事城市轨道交通行车组织与运营管理、车辆段设计研究工作，775703321@qq.com

U231

A

1672-6073(2015)05-0071-06