西安地铁线网运力匹配及换乘站衔接研究

文 / 西安市轨道交通集团有限公司运营分公司 韩乾 盛乃宁

根据西安地铁线网客流情况，结合不同峰期运力配置现状，进一步评估线网运力匹配及换乘站衔接合理性并提出优化方案。通过对2021年度各线路不同峰期最大小时断面进行分析、调查行业内其他地铁平低峰运力配置情况，得出西安地铁线网运力匹配的底线方案，为运力科学匹配的同时节省能耗和人力成本提供依据。

西安地铁开通至今，已运营线路8条，运营里程252.617公里，2021年日均客运量290万人次/日，单日最高客运量达448.21万人次/日。

根据线网客流情况，结合不同峰期运力配置现状，为进一步评估线网运力匹配及换乘站衔接合理性并提出优化方案，针对线网运力匹配及换乘站衔接进行全面研究。

运力匹配及换乘站衔接现状

线网运力匹配现状

1.高峰期

除14号线外，其余7条线路周一早高峰15min最大断面拥挤度均高于其余日期，周二-周四和周五早高峰期间15min最大断面拥挤度基本持平。14号线周五15min断面拥挤度略高于周一、周二-周四。除9、14号线外，各线路早高峰15min最大断面拥挤度均接近或超过100%，较为合理。

2.平峰期

1、2、3、9号线周五平峰期15min最大断面拥挤度均高于其余日期，4号线周一平峰期15min最大断面拥挤度高于其余日期，5号线、6号线平峰期15min最大断面拥挤度产生在周二-周四期间，平峰期各线路15min最大断面拥挤度在35%-49%左右。

3.低峰期

1、2、4、5、9号线周六日低峰期15min最大断面拥挤度均高于其余日期，3、6、14号线周五低峰期15min最大断面拥挤度高于其余日期，低峰期15min最大断面拥挤度在37%-58%左右。

换乘站运力衔接情况

网络化运营情况下，换乘站运力衔接以满足主要换乘站主要换乘流向的客流需求为目标。西安地铁自网络化运营以来，一直秉持此原则，并结合各线路高峰小时断面客流出现的时段、区段配置各线路运力，确保了换乘站运力配置满足客流需求，各峰期时段满足主要换乘流向运力衔接，目前各线路运力配置水平下，线网主要换乘站高峰时段运力匹配情况良好。

运力匹配及换乘站衔接合理性分析

运力配置标准

通过对行业内其他地铁的调研，建议平、低峰期底线运力配置标准为：平峰期15min最大断面拥挤度不应高于60%，低峰期15min最大断面拥挤度不应高于50%或重合段/非重合段发车间隔不应超过10分钟/15分钟。同时，3号线、4号线受夜间低峰期旅游客流较大影响需以低峰期运力配置为底线，平峰期保持与低峰期间运力配置一致。

换乘站衔接原则

1、理想状态下，两条线路发车间隔应尽量接近；线路发车间隔不同时，换乘站所有换乘流向无法同时兼顾，优先满足最大换乘流向的衔接。

2、一条线路多个换乘站无法同时满足时，优先考虑换乘衔接瓶颈最严重的车站（如换乘客流最大或站台面积较小等）。

3、站台客流堆积主要发生在高峰期，因此应优先考虑高峰期内各线路的换乘衔接匹配问题，确保站台安全。

运力匹配优化方案

1.高峰期

除9、14号线外，城区6条线路工作日拥挤度均接近或达到国标推荐的车厢站立标准（5-6人/平米）；周六日拥挤度虽有一定冗余，但考虑乘客服务水平及客流波动性，不对城区线路高峰期运力配置进行削减，仅对14号线高峰运力进行削减，高峰上线列车数最大减少1列，开行列次减少约16列次。

2.平峰期

结合各线路平峰期运力配置现状分析，线网平峰期15min最大断面拥挤度为48.05%，存在优化空间，平峰期1-6号线发车间隔平均扩大1分16秒，线网共计减少上线列车数31列，减少开行列次204列次。

3.低峰期

结合各线路低峰期运力配置现状分析，2号线周六日低峰、4号线低峰、1号线周六日次低峰15min最大断面拥挤度接近或超过50%，运力匹配较为合理。其余线路低峰期15min最大断面拥挤度为43.29%，仍存在一定的优化空间，低峰期线网发车间隔平均扩大58秒，线网共计减少上线列车数17列，减少开行列次64列次。

4.优化方案换乘站运力衔接分析

根据各线路功能定位及线网换乘客流量大小，确定北大街、小寨、通化门、大雁塔、五路口、南稍门、科技路、建筑科技大学·李家村、西北工业大学为线网重点换乘站，换入2号线、6号线为主要换乘方向。可以用衔接线路的发车间隔极差来反映衔接线路间的客流疏散速度和运输服务水平匹配程度，根据换乘站衔接原则，为避免1趟车接2趟车的情况，发车间隔极差越小则表明衔接效果越好。

经过方案优化，线网14座换乘车站衔接线路发车间隔差值均满足不发生2列车换1列车的情况，衔接效果较为良好。

运力匹配经济性分析

牵引能耗节省

按照每年249个工作日、105个周六日、11个节假日，1度电0.58元计算优化方案的牵引能耗节省情况。线网运力配置优化后，线网（不含9号线）一年共计节省运营车公里约1257.83万车公里，节省牵引电耗约2054.81万度，节省牵引能耗成本约1191.79万元。

司乘人员节省

1号线、2号线、3号线基本无缩减。4号线、5号线、6号线本次运力匹配优化后，各线路平、低峰期可减少3-8人，此外，计划试点“低峰常态化班组+高峰灵活调配班组”的组合班制，该种班制下平均每个班组比照现有人员需求可减少6%-10%的人员。

按照车公里成本15.70元/车公里计算，线网（不含9号线）一年共计节省车公里成本约为1257.83万车公里*15.70元/车公里=19747.93万元，车公里成本包含上述牵引能耗能本。

启示与建议

充分考虑季节气温变化，动态精准配置运力

在线路运力配置时，将结合季节气温变化对线网客流的影响幅度，精细化分析各线路断面客流第一高峰、第二及第三等次高峰，动态精准化配置各时段运力，提升客流与运力配置的贴合度，尽可能在满足换乘站安全衔接的基础上，合理均衡乘客乘车舒适度及企业运营成本。

精细分析客流特征，灵活运用不均衡运输模式

不均衡运输组织模式可进一步提升运能利用率，在后续线路规划时，针对客流不均衡的线路的场段位置宜尽量设置在客流相对集中的区间两端，以便充分发挥不均衡运输作用。

此外，若全天开行比例及交路区段不变，可能会出现受制于非重合段服务水平的制约导致运能虚弥的情况，应灵活调整行车交路及开行比例，充分对比单一交路、大小交路运营车公里成本节省情况，必要时可在夜间全线客流均较低时采取单一交路、扩大发车间隔的方式应对夜间出行需求。

挖掘换乘衔接规律，以点带面提升整体衔接质量

随着网络换乘节点的持续增加，线网运力匹配关注点应从线网整体运力协调向局部运力精准匹配转移，换乘站衔接重点应从关注每个换乘节点向关键换乘节点转移，同时乘客在换乘站换乘时列车衔接关系在不发生延误的情况下具有稳定的特性，在关键换乘节点衔接优化时要充分考虑换乘衔接周期性特点，确保关键换乘节点优化、整体提升线网换乘衔接质量。

提前规划多制式协同运输，强化市域线换乘衔接

为提升市域线路运能利用率，市区骨干线路及市域线路的定员标准应分别设定，且骨干线路定员宜高于市域线路。可在市域线路早晚通勤时段开行单方向、高密度列车。同时，考虑市域线路沿线居民的集散地点相对集中，市域线路速度较高，为减少多次停站带来的能耗损失，后续市域线路规划时应提前设置避让线，在配线条件及客流需求满足的情况下组织开行快慢车（大站快车、一站直达等）。

此外，考虑市域线路起终点大多为国铁、公交枢纽和其他轨道交通的换乘枢纽，应提前研究“互联互通”、“过轨运营”等协调运输组织模式。

优化列车技术参数，全面促进提质增效

在运力配置时，应进一步压缩无效站停时间，并根据各车站客流需求优化站停时间，提升列车旅行速度及周转效率，进而压缩运营成本。同时，可考虑不同峰期采取不同的技术参数，确保达到高峰满足服务，平低峰降低列车运行速度减少车辆损耗的目的。此外，将在满足时间和限速等约束条件下，尽可能减少不必要的瞬时牵引与紧急制动，使用平稳提速和巡航等操纵方式以减少能耗，全面提质增效。

适时引入灵活编组模式，满足多样化客流需求

在后续线路运力配置时，将结合客流需求及运营现状，积极借鉴不同编组情况下对线路、车辆、信号、站台门、站台结构等专业设备或技术方案的兼容要求及运作经验，适时引入灵活编组（8节、4节、6节、3节）的运输组织模式，提高列车运力虚弥线路的上座率，降低运营成本，满足多样化乘客需求。