城市轨道交通网络化运营研究

马海宁

摘 要：随着轨道交通不断地发展，我国很多城市的轨道交通已经完成了从单一路线到交通网的转变，其运输能力不仅大幅提升，而且运营管理也更加复杂。鉴于这一现状，本文对城市轨道交通的网络化运营问题展开了讨论，在开篇介绍了网络化运营的具体内涵，其中包括运输网的形态和客流特征。浅述了共线运营、多交路运营、快慢车运营这三种主要的网络化运营方法，并且概述了轨道交通网络化的国内外研究趋势。

关键词：轨道交通；网络化运营；交通轨道网；换乘效率

中图分类号：U121 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0234-02

随着我国城镇化的进程进一步加快，城市轨道交通路线的建设也在如火如荼的进行当中。自2000年以来，我国许多城市都拥有了自己的城市轨道交通规划，尤其是以北京、深圳、上海为代表的大型城市。截止到目前为止，已有多座城市拥有十条以上的地铁。我国轨道交通发展较晚，因此很多城市都是以单条轨道的运行模式来对具体的交通路线进行组织管理的。但是从长远的角度来看，这种旧的管理模式已经不能够满足网状结构的交通轨道的运营管理，因此现需规划出一套合理科学的管理经营模式，能够协调整个交通网络。

1 网络化运营具体内涵

网络化运营的根基是城市轨道交通网。交通网的大小和位置决定了其辐射的范围和服务的对象。其具体的站点的安排、路线规划决定了网络化运营的制定方法。轨道交通网的具体运营安排还必须考虑到其最重要的一个因素——乘客。本章将从交通网的形态和乘客特征两个方面来对其进行研究分析。

1.1 交通网络的形态分析

城市的大小、坐落的形状、具体的规划安排等都决定了交通网的分配形态，因此不同的城市都对应着不同的交通轨道网的形式。为了文章能够具有普适性，本文忽略这些因素，从几何特点入手来研究轨道交通网。

1.1.1 轨道交通网的分类

一般来说在交通轨道网中，路线数目越多、越长，其形势越复杂。线与线之间的交点越多即换乘站越多，交通网的形式也会变得更复杂。轨道交通网根据其在城市空间中的点、线、面特征可以分成以下四类：（1）网格型：其具体形状就是向棋盘上的网格一样，是由两组或以上的路线正交形成的。这种网格特点就是在每个交点都有通往四个不同方向的路线。（2）放射型：抽象成几何形状来看就是，中间具有一个汇聚的点，有这个汇聚的点散发出许多条线路。这种网格的特点就是在这个中心点上出行最为方便，但因为只有这一个换乘点，所以这个点的客流量一般较大，运营压力大。（3）“环型+网格”型：此类交通轨道网就是在网格型上增加了一个圆。（4）“环型+放射网”型：与第三种类似，是在原有的放射网上加上一个环形圈。这样做的目的就是为了提高换乘效率，减少换乘点的运营压力。在实际的设计当中，环型网不一定是一个完整的圆，设计人员一般会考虑到实际的客流量来进行调整，设计成弧形或者折线形。如图1所示：

1.1.2 交通网的换乘效率

乘客能否利用交通轨道这种交通方式到达目的地，而且在乘坐过程中是否需要换乘是由交通轨道的网络形态决定的。现在根据经验来看，当交通网络变得越来越复杂时，乘客的换乘次数会越来越多，这样不仅会大大降低出行效率，而且整个换乘站的运营压力也会越来越大。因此在评估一个交通网的优劣时，换乘能力就成了一个很重要的指标。一般来说，当交通网一旦竣工，其具体形态就难以进行较大的改动。这就要求设计人员在设计之初就要充分的考虑到不同网线形态之间的换乘效率，能够根据具体的地域特征和客流量科学的选择网络形态，从而提高乘客的换乘效率。一般来说，在交通轨道网中的节点越多，乘客能够选择的乘坐方式也越多，能够在一定程度上降低乘客的换乘次数。根据黄荣[1]的研究可以看出，不同的网络形态设计对换乘效率的提高不同，一般来说是环型结构大于对角线结构大于平行线结构。平行线结构对原网络的换乘效率提高不明显，但是加入对角线结构或者环形结构之后就能够有效地提高换乘效率，尤其是环形结构对提高换乘效率的结果最为明显。一般来说交通网络规模越大，换乘效率就越高。因此一般是在网络线路运行之初，线路不太多时，换乘点的压力大，乘客的换乘效率低。

1.2 网络运营下的客流特征研究

轨道交通网络的运营输送能力必须要能够承载其服务区域内的最大客流量，同时还要考虑与空间和时间进行协调。

1.2.1 市郊交通线路的客流分布特点

根据定义来看，空间分布的客流特征一般指的是线路断面客流量以及车站乘降人数。一般来说路线经过区域的用地性质不同从根本上决定了车站的乘降人数和断面客流量，从而决定了线路设计中的乘车点的分布和规模。一般来说这类线路的客流特征具有以下三个特点：（1）客流分布不均匀，受到区域影响明显，一般呈单向递减或递增情况，最高断面客流量出现在市郊结合区。（2）高峰时段客流量增加明显。（3）郊区、市区客流差异明显，一般在这两个区段之间出现最大换乘量。

1.2.2 区域客流空间特征

一般来说，在对交通轨道网进行研究时，要将单条路线的客流分布特征拓展到整个交通网中。通过连接单条路线空间分布特征的不均衡区域确定出交通轨道网最高客流量断面，这个断面一般位于城市和郊区的结合地带。

2 网络化运营方法

当交通轨道设计定型之后，网络化运营就必须适应其形态结构和客流特征。一般来说常见的网络化运营方法有多种，本文主要介绍三种常见的网络化运营方法及其组织办法。

2.1 共线运营方法及组织办法

列车从一条路线运行到另一条路线，与另一列车有重合的运行路段，这种运营方式就称为共线运营。共线运营可以提高乘客的换乘效率，减少换乘车站的客流压力，而且这种共线通车方式也可以降低线路建设成本，只要能够科学的设置通车频率和组合方式就能够实现多赢的局面。共線运营一般要满足以下条件才可以进行实施：设计过轨站台、客流量要满足一定的阈值。目前日本轨道交通的设计就有很多成功的共线运营的案例，值得我们借鉴。一般来说共线运营的路线所有权是确定的，其余的列车通过经济或者某些形式对路线所有权方进行合理的补偿。目前德国的慕尼黑、法国的巴黎部分轨道运营便采用了这种方式。

2.2 多交路运营方法及组织

现在很多城市开通了城际快轨这类城市轨道路线，此类路线的特点就是速度快、路线长、客流量不均，不仅能够服务于城际之间的长距出行乘客，也能缓解城中心的客流压力。此类列车如果采用单一的运营方式会导致列车和轨道的利用率下降，因此有些远就学者提出了多交路运营这一新的概念。此类运营方式不仅能够满足长线路的运输需求而且能够提高线路的利用率。一般来说多交路的运营模式具有以下特点：能够进行自身调整，以满足运输需求；运营效率能够进一步提高，降低运输成本，提高经济效益；必须设置往返站，且对信号设备要求高；短途路线的直达性低于长途路线的直达性。一般来说其运营方式有以下四种：衔接交路、嵌套交路、不同车辆段始发、同车辆段始发。目前法国巴黎的城际交通轨道的多交路运营模式较为成熟，取得了较好的运营效益。

2.3 快慢车结合运营方法及组织

一般来说为了充分的考虑到乘客的需求，要设置充足的停靠点，但是停靠点过多的会导致站点停车时间长，降低运输效率，延长了乘客的乘坐时间。为了能够解决这一矛盾，有研究人员提出了快慢车结合运营这一方法。在长交路的路段运营的是快车，能够降低乘客的乘坐时间。在短交路的路段运营的是慢车，站点较多，对散客吸引较大。但是过多的快车会增加乘客的候车时间，且会增加工程造价，降低经济效益，过多的慢车会降低运行效率。因此如何科学的设置快慢车发车频率及间隔是一个很关键的问题。一般来说，快慢车运营方式分为以下两种：站间越行、车站越行。东京的地铁五号线便采用了这种快慢车结合运营的方式，根据这一实例分析来看，一般在客流量分布极为不均的城郊结合区域可设置快慢车结合的运营方式。若车站的日均客流量能够超过十万则可以设置快车停靠站，处于五万到十万之间的可以设置慢车停靠站。

3 轨道交通网络化的研究趋势

国外的轨道交通发展早，且客流量稳定，网络化运营理论和组织方法已经得到了较为充分的实践论证。在我国，目前已经有不少城市也设计了相关的网络化运营的方法，并且应经开始实施。目前与本文阐述内容相关的研究方向主要有四个：（1）网络形态研究：传统的网络形态研究一般是定向的分析不同因素，现在有不少学者已经开始定量的研究某些因素，例如换乘量、客流特征等等。（2）换乘效率的研究已经较为充分，现在主要是集中在站点换乘的方向上，而关于换乘车站的设计和换乘能力优化的研究已经较为充足。（3）客流特征研究方向较多，例如研究动态客流、乘降时间和候车时间等。（4）有关共线运营、多交路运营和快慢车运营这些网络化运营措施在国外已经有了较为成功的例子，国内理论方面已经有了较为成熟的理论，相关的实践也在进一步推进当中。但是目前还有一些问题没有得到解决，例如：网络形态结构的选择考虑的因素较为单一，对其它因素没有进行充分的论证。

4 结语

单一的运营组织方式已经没有办法满足现在的轨道交通运营模式，网络化运营是必由之路。目前在我国已经有相应城市做出了调整。最早是在2003年，北京市就对自身的轨道交通网络进行的了调整，并且制定了相关的指导意见和实施办法。随后上海、广州等城市也进行了一系列的调整。受限于起步较晚，我国目前交通轨道网络化的进程仍在推进当中，相信随着科技的发展，网络化运营能够充分发挥其优点，服务于我国的轨道交通事业。

参考文献

[1]黄荣.城市轨道交通网络化运营的组织方法及实施技术研究[M].北京：北京交通大学，2010.

[2]徐田坤.城市轨道交通网络运营安全风险评估理论与方法研究[M].北京：北京交通大学，2012.

[3]肖雪梅.城市轨道交通网络化运营风险与安全评估——基于拓扑的方法[M].北京：北京交通大学，2014.

[4]郑锂，肖斌，何必胜，李俊辉.城市轨道交通网络化运营模式及特点分析[J].中鐵道运输与交通，2015，34（04）：69-73.

[5]仲建华，梁青槐.城市轨道交通互联互通网络化运营的思考[J].都市快轨交通，2015，39（02）：10-12.