日本筑波快线快慢车行车组织特点及启示

闻 千

（中国交通建设股份有限公司，北京 100032）

日本筑波快线是一条连接日本东京千代田区秋叶原站与茨城县筑波市筑波站之间的近郊通勤交通线，是东京都市圈市郊铁路新建通车最晚、运用新技术最多的线路。筑波快线的规划设计和运营管理，凝聚了东京轨道交通从业者们的大量宝贵经验，成为国内学习的榜样。

国内对筑波快线的研究较多，但多是介绍线路概况[1]、开行方案[2]或从宏观规划、引导城市发展角度总结选线经验等[3-5]，对筑波快线的行车组织方案研究较少。在国内市域(郊)铁路快速发展的背景下，本文深入剖析了筑波快线行车组织的特点，介绍了各种行车组织方法，希望能对国内快慢车运营线路的规划设计和运营管理有所启示。

1 筑波快线规划运营情况

1.1 筑波快线的规划历程

筑波科学城位于日本东京东北约60 km 的筑波山麓，总面积284.07 km2，现有人口约20 万。筑波快线作为东京都市圈东北部的放射线，承担着沿线地区和筑波科学城到东京都中心的通勤通学任务。筑波快线线路全长58.3 km，设站20 座，其中换乘站7 座，可换乘东京都市圈12 条市郊铁路或地铁线路，线路列车最高运行速度为130 km/h，轨距为1 067 mm，采用两种供电制式，秋叶原至守谷区段采用直流电DC 1 500V，守谷至筑波区段采用交流电AC 20 kV，筑波快线线路示意及换乘站布置情况如图1 所示。

在“东京都市圈通勤五方面作战”计划的背景下[6]，日本国铁于1972 年提出“常磐新线计划”，“常磐新线”即为筑波快线的前身，“常磐新线”的功能定位为充实首都圈东北部铁道网密度，促进沿线的大规模开发，连接东京都心和筑波研究学园。主要规划目的是为了增加运力，减轻常磐线负担。

1989 年，日本颁布了《都市圈住宅用地开发和铁路建设一体化推进特别措施法》[7]，之后线路的功能定位则变成了首都圈东北部交通体系建设的一环，促进常磐线的混杂缓和、沿线住宅供给、沿线地区的产业基础建设以及业务核心都市的形成。主要规划目的变成了减轻常磐线负担和促进沿线土地的开发及城市建设。筑波快线与常磐线的空间位置关系如图2所示。

图2 筑波快线与常磐线的空间位置关系Figure 2 Spatial position relationship between the Tsukuba Express and Jōban Line

1991 年，线路的建设运营主体发生调整，由东日本旅客铁道株式会社(即JR东日本)调整为首都圈新都市铁道株式会社。随着线路的建设实施，筑波快线最终的功能定位变为连接秋叶原和筑波2 个国际IT 基地，服务沿线大学，促进配套设施建设。

筑波快线从1972 年提出修建设想，到1993 年更换建设运营主体，1994 年开始施工，2005 年开通运营，规划历时22 年，建设历时11 年，规划目的从减轻常磐线负担演化为促进配套设施建设。开通运营后，筑波快线为实现规划目的，提高客流吸引力，在票制票价、运营管理、行车组织等多方面进行了创新和实践，在东京运营的市域郊铁路中最为典型，特别是其针对不同区段、不同时段组织不同交路，针对不同类型客流组织多种快慢车进行精准运营的行车组织方法，特别值得国内学习和借鉴。

1.2 筑波快线的运营情况

日本筑波快线由首都圈新都市铁道独家拥有与经营，于2005 年8 月24 日正式通车。开通运营第一年的客流量已达到3 469 万人次，日均客流15 万人次，客流强度0.26 万人次/km，后续从2006 年的日均19.5 万人次增长到2019 年的39.5 万人次，客流强度由0.33 万人次/km 增长到0.68 万人次/km，2020 年之后由于疫情原因，有所下降。筑波快线开通运营以来全线日均客流量和客流强度如图3 所示。

图3 筑波快线开通运营后的全线日均客流量和客流强度Figure 3 Daily average passenger flow volume and intensity of the Tsukuba Express since its operation

从票制票价来看，筑波快线与东京其他市郊铁路一样采用计程票制，但票价独立，并且根据不同客群分为普通车票(单程、往返)、联票(普通、时差、周末)、定期车票(通勤、通学)、团体车票(普通、学生)、站台票等5 种[8]。各种车票按照乘客年龄又分为成人票价和儿童票价，按照结算模式分为普通票价和IC卡票价，儿童票价和IC 卡票价具有一定折扣，相对较低。定期车票相对于单次车票优惠较多，如筑波快线6 个月定期车票价格233 820 日元，6 个月的单次车票价格累计 433 800 日元，定期车票能够优惠46%。以秋叶原站为例，该站出发到其他车站的普通车票票价情况如表1 所示。另外，针对不同类型的快慢车，并未采取差异化票价，不同列车相同区段的票价均相同。

表1 秋叶原站出发到其他车站的普通车票票价情况Table 1 Fares from Akihabara Station to other stations on weekdays 日元

从营运收益来看，筑波快线以客运收入为主，运营第一年收益已达到140 亿日元，远高于规划阶段预测的90 亿日元，到2019 年最高达到468 亿日元，2020 年之后受疫情影响有所下降，但也在逐年恢复中，筑波快线近7 年营业收益情况如表2 所示。

表2 筑波快线近7 年营业收益情况Table 2 Operating earnings of the Tsukuba Express in recent seven years

2 筑波快线快慢车行车组织特点

2.1 精准配置行车组织策略

精确把握客流特征，从而精准配置行车组织方案是筑波快线成功的秘诀。筑波快线的客流特点与常规市域线基本相同，但在实际运营中，精确分析不同车站、不同圈层、不同性质、不同时段客流的分布特征，可实现适时调整线路的行车组织方案，以更好地服务乘客。

2.1.1 不同车站客流分布特征及行车组织对策

筑波快线全线共设置车站20 座，同一时段不同车站客流量差异较大，以2022 年6 月份日均客流为例，全线日均客流最小的车站为万博纪念公园，仅3 300 人次，最大车站为秋叶原站，达到52 100 人次，两者相差将近16 倍，如图4 所示。

图4 2022 年6 月份各车站日均客流量Figure 4 Daily average passenger flow volume of each station in July 2022

全线具有多座明显的大客流车站，如秋叶原、北千住、南流山、流山苍鹰之森、守谷以及筑波站等，如图5 所示，这些车站一般为起终点站或换乘站，通过对这些车站客流的精准分析，可有效确定快慢车的开行方案，特别是停站方案。

图5 筑波快线快车停车站的换乘情况Figure 5 Transfer conditions of the express train stop station of the Tsukuba Express

2.1.2 不同圈层客流分布特征及行车组织对策

对于东京这种特大型城市，城市在发展和扩张过程中会形成交通圈层的特征，如图6 所示，不同交通圈层内乘客需求不同。15 km 圈层内人口密度高，客流量较大，乘客对充足的运输能力需求较高；30 km圈层范围内人口密度相对降低，但由于距离市中心有一定距离，客流对提高旅行速度、缩短出行时间需求较高；50 km 以外的圈层人口密度较低，但距离市中心很远，因此对运输能力要求不高，对快速直达要求很高。

图6 筑波快线在东京都市圈圈层上的分布情况Figure 6 Distribution of the Tsukuba Express in the Tokyo Metropolitan Area

筑波快线在运营过程中准确把握了各圈层客流的需求，以2022 年6 月份日均客流为例，15 km 圈层(基本在八潮站以内)客流达到177 400 人次，占全线客流的50%，30 km 圈层(八潮站至守谷站)客流达到140 500 人次，占全线客流的40%，50 km 圈层(守谷站至筑波站)客流仅为36 100 人次，占全线客流的10%。

为满足不同圈层的客流需求，筑波快线采用了快慢车和大小交路行车组织模式，如图7 所示。快速列车以服务50 km 圈层客流为主，中间仅停靠日均客流20 000 人次以上的换乘站，以满足快速直达需求；为满足30 km 圈层客流需求，设置服务到守谷站的小交路列车和区间快车，小交路列车站站停，适当提高30 km 圈层内的运输能力，区间快车仅停靠换乘站以及日均客流15 000 人次以上车站，适当提高30 km圈层客流的出行速度；所有列车在15 km 圈层范围内车站均停站，以满足15 km 以内圈层客流对运输能力的需求。

图7 筑波快线快慢车开行方案Figure 7 Operation scheme of express/local train of the Tsukuba Express

筑波快线不同功能类型列车的差异主要体现在停站方案和旅行时间上。快速列车越行车站数为11 座，相较于未被越行普通车节约时间12 min，平均越行一座车站节约时间1.1 min；通勤快车越行车站数为7 座，相较于未被越行普通车节约时间8 min，平均越行一座车站节约时间1.1 min；区间快车越行车站数为4 座，相较于未被越行普通车节约时间4 min，平均越行一座车站节约时间1 min；未被越行普通车在车站的停站时间一般约为1 min；被越行普通车在车站停站时间一般为2～7 min，多数为4 min。以秋叶原站和筑波站之间的往返行程为例，筑波快线快慢车旅行时间如表3 所示。

表3 筑波快线快慢车旅行时间Table 3 Travel time of express/local train of the Tsukuba Express min

2.1.3 不同性质客流分布特征及行车组织对策

针对筑波快线每天固定时段、固定区段乘车的客流进行了分析，固定客流基本呈现逐年递增的趋势，2015 年固定客流仅占全线客流的65.4%，2020 年已提升到70%，剩下30%左右为非固定客流。2015—2022 年筑波快线固定与非固定客流分布情况如表4 所示。

表4 2015-2022 年筑波快线固定与非固定客流分布情况Table 4 Distribution of the regular and non-regular passenger flow in recent several years

针对固定客流，根据进出站时间，调整列车运行图的开行密度和开行时刻，实现乘客进站能够乘车和快速乘车，最大限度缩短固定客流候车时间，提高服务水平。

另外，根据固定客流的乘车规律，筑波快线适时调整全线的票制票价，推出不同类型的定期车票等。筑波快线单次票价与东京的其他私铁相比，相对较低，主要是为了竞争非固定客流，但考虑到固定客流占比较高，以及线路的舒适度高、旅行时间短等优势，为提高运营收入，在定期车票上的收费与同路由的JR 常磐线相比均较高，筑波快线筑波站至秋叶原站(58.3 km)6 个月定期车票票价达到JR 常磐线土浦站至上野站(66 km)的1.4 倍。

2.1.4 不同时段、不同方向客流分布特征及行车组织对策

筑波快线不同时段、不同方向客流差异较大，早高峰时段筑波至秋叶原方向客流量较大，为保证运输能力，不开行快速列车，仅开行通勤快车、区间快车和普通车，秋叶原至筑波方向客流量相对较小，开行快速列车、区间快车和普通车，但快速列车开行对数相对较少，以实现运输能力的站站停普通车为主；平峰时段，为保证线路的客流吸引力，上下行方向均开行较高比例的快速列车。

以2023 年2 月24 日工作日时刻表为例，全日运营时段为5:00～24:00，全天运营19 h。快车、区间快车及普通车基本全天开行，通勤快车根据客流方向仅在通勤时段开行，秋叶原→筑波方向在17:00～20:00 时段开行，筑波→秋叶原方向在6:00～9:00 时段开行，具体的开行时段及开行对数如表5 所示。

表5 筑波快线快慢车开行时段及开行对数Table 5 Operating time and number of opening lines of express/local train of the Tsukuba Express

快车在高峰时段(早高峰 7:00～8:00，晚高峰17:00～18:00)大客流方向不开行，小客流方向少量开行，平峰时段均衡开行，行车间隔30 min，平峰时段基本都是整点或半点开行，单方向全天开行27车次。

通勤快车仅在通勤高峰时段开行，行车间隔30 min，单方向全天开行5 车次。

区间快车高峰时段加密开行，最大到每小时6 车次，平峰时段以30 min 间隔均衡开行。

普通车高峰时段加密开行，最大到每小时16 车次，平峰时段以10 min 间隔不均衡开行。

慢车(避让列车)全天均有存在，高峰时段达到6 车次，平峰时段一般2 车次，慢车占普停车的比例一般在30%～40%，如表6 所示。

2.2 设置复合功能配线

2.2.1 全线配线设置特点

筑波快线采用左侧行车制，全线配线按照左侧行车的需求配置。整体来看，全线配线设置特点是以满足行车组织功能需求为主，适当考虑工程造价，尽量设置复合功能配线。为降低工程造价，地下车站配线满足基本功能即可，配线设置较为简单，重点车站设置在地面，运营功能较多，工程规模均较大，如八潮站和守谷站。

2.2.2 避让线设置情况

考虑到建设规模及各站点的客流分布情况等因素，全线共设置两处避让站，分别为八潮站和流山苍鹰之森站，其中八潮站为高架车站，按照双岛四线方式布置，站后设置四线停车线，该站快速列车过站不停车越行通过，其他列车均停站上下客；流山苍鹰之森站为高架车站，按照双岛四线方式布置，该站所有列车均停站上下客。

另外，守谷站作为小交路折返站(折返列车均为直流供电列车)，也具有小交路慢车折返停车避让快车的功能。

2.2.3 折返线设置情况

根据不同圈层客流规模的分布情况以及交直流供电分段情况，全线设置两处具有小交路折返功能的配线，分别是八潮站和守谷站，八潮站位于15 km 圈层边界，守谷站位于30 km 圈层边界。开通运营后15 km圈层内客流较大，因此八潮站未开行小交路列车。目前守谷站作为小交路折返站(折返列车均为直流供电列车)，站前设置单渡线，可实现小交路列车站前折返，运营的灵活性较高。秋叶原站和筑波站均设置较为简单的站前交叉渡线，用于终点折返。

2.2.4 车辆基地及停车线设置情况

筑波快线作为由市中心向城市外围的放射型市域快线，市区范围内均为建成区，难以建设车辆基地，因此全线仅在守谷站(30 km 圈层)设置了一处车辆基地，但车辆基地停车规模较小，在2018 年扩建之前仅能停车26 列位，扩建后可停车29 列位，为减少列车空驶和实现停车，在八潮站(15 km 圈层)站后设置了4列位停车线，考虑站台停车，八潮站可实现6 列位夜间停车，现状运营已实现夜间停车5 列位。

2.2.5 出入线设置情况

考虑到刚开通运营时全线配属列车(35 列)相对较少，为节约建设费用，车辆基地出入线仅修建了一条，但规划设计预留了另一条出入线的实施条件。随着客流的增长，配车增多，单出入线难以满足运营需求，2015 年开始修建另一条出入线，2016 年投入运营，目前车辆基地为双出入线，全线配车41 列。

出入线接轨站采用双岛四线型式配线，可实现双向收发车。

2.2.6 其他配线设置情况

为实现工程车夜间停车，在流山中央公园站和绿野站设置了2 处工程车停车线。为实现故障车调头，在地面车站北千住站设置了交叉渡线。筑波快线全线车站配线示意如图8 所示。

图8 筑波快线全线车站配线示意图Figure 8 Sidings diagram of the Tsukuba Express

2.3 友好处理乘客界面

2.3.1 列车运行图(时刻表)设计

开行多种类型快慢车对乘客乘车及运营管理都带来了一定挑战。根据筑波快线的经验，在实际运营过程中，初次乘车的乘客不容易区分各种类型列车，但根据运营公司发布的列车时刻表可有效避免乘错车的情况，使乘车更加便利[9]，以2023 年2 月24 日工作日为例，筑波快线列车开行时刻表如图9 所示。

图9 筑波快线列车开行时刻表Figure 9 Schedule on 24 February 2023 of the Tsukuba Express

以筑波快线为代表的日本私铁为使乘客易记、运营方易管，一般采取规律化运行图，即列车时刻表的变化要有规律。如图10 所示，以变化模式相同、一定间隔反复(15 min 模式、20 min 模式等)的形式编制运行图的案例较多。

图10 筑波快线的规律化列车运行图Figure 10 Regular train diagram of the Tsukuba Express

2.3.2 乘客引导信息设计

快慢车行车组织模式是否成功，很大程度取决于乘客的理解程度。成功的快慢车模式必须依托清晰明了的信息设计。筑波快线对车站的彩色电子牌、车内的液晶显示屏、站台乘客信息系统(passenger information system，PIS)显示器、站台地标等导视的设计都非常清晰易懂[10]。以秋叶原站为例，其车站导引示意如图11所示。

3 筑波快线快慢车开行经验对我国的启示

近几年，我国市域(郊)铁路发展迅速，根据中国城市轨道交通协会发布的信息[11]，截至2022 年12 月31 日，中国内地已开通运营的市域快轨线路长度达到1 223.46 km；十四五期间新增城际铁路和市域(郊)铁路运营里程3 000 km，基本建成京津冀、长三角、粤港澳大湾区轨道交通网[12]。庞大的运营网络，需要成熟先进的运营经验。以筑波快线为代表的快慢车开行经验对我国市域(郊)铁路的发展有如下启示。

3.1 快慢车开行原则

从国内外经验来看，对于具有两方面需求的线路，均适宜开行快慢车。一是对乘客而言，提高线路服务标准，特别是为机场等高层次乘客、市域线的远距离乘客，提供差异化高标准多层次的运营服务，让乘客能够快速地到达目的地；二是对城市而言，快车能够压缩城市空间尺度，以时间换取空间，实现轨道交通对城市发展的引导作用，实现市域、都市圈的同城化发展。

3.2 快车服务对象

快车主要服务于对时间和服务敏感性强的客流，比如远距离通勤客流或者机场等商务客流，如果仅服务短距离客流，一般不采用快车。另外，如果线路存在多个集散量大的站点，而且大的站点之间客流交换量大，适宜开行直达车。

3.3 快车开行时段

根据线路的运输能力，全日各时段均可组织快慢车运营。对于以通勤客流为主的线路，快车一般不在高峰时段开行，高峰时段应优先保证运力，但如果高峰时段线路运输能力较为富余，也可在高峰时段开行快车，提供全天候的快车服务。

3.4 快车开行种类和对数

快车开行种类主要是根据服务客流的性质以及客流特征所决定的。筑波快线开行了3 种快车，即快速列车、区间快速及通勤快速，快速列车主要是为筑波与东京之间的客流提供最快速运营服务开行的，区间快速主要是全天候提供沿线大客流点之间的快速服务，通勤快速仅在通勤的早晚高峰开行，为沿线大客流点的通勤客流服务的。

针对快车开行对数，筑波快线每隔30 min 一班，快车开行对数一般都相对较少，主要是避免慢车待避时间过长，影响全线的运输能力，同时快车提供时刻表运营服务。

3.5 避让站布置原则

避让站，主要是用于采用快慢车运营模式时，慢车用来避让快车，设置了避让线的车站。避让站的设置位置及数量主要和快车、慢车的开行对数，旅行速度，交路距离及站点客流分布情况等有关，一般可以结合站点客流(预测客流)及运营方案，通过铺画列车运行图确定位置和数量确定。根据国内外已实施线路的情况，全线避让站与全部车站的数量比例大多低于30%。

避让站型式多样，一般结合具体工程条件而定，原则是实现功能和造价的平衡。针对避让站的道岔选型，避让站都需要慢车载客过岔进站，因此，为提高进出站速度及乘客过岔时的舒适度，在工程条件允许的情况下，适宜采用大号道岔。比如日本市郊铁路多数避让站都采用12 号道岔。

3.6 复杂行车组织方案的运行图编制

筑波快线共开行了5 种类型快慢车，分别是快速列车、区间快速列车、通勤快速列车、普通站站停列车、普通需要避让快车的站站停列车，如果再加上大小交路列车、直流列车(TX-1000)、双流列车(TX-2000、TX-3000)，列车种类多达8 种。多种类型快慢车的列车运行图较为复杂，与国内常见的单一交路或大小交路相比，列车的运行组织难度较高。以筑波快线为代表的日本私铁之所以能够开行如此复杂的运行方案，主要是在运行图编制过程中，各个运营公司及相关部门(驾驶、车辆、维修等)通过运行图修改协调会议等形式，共同协商和解决编制过程中存在的问题以及应急措施。因此运行图实施时，各运营管理部门对运行图均已经较为熟悉，实施起来较为容易，遇到紧急情况，按照预案解决即可。

复杂的运行图导致日本私铁编制或调整运行图的周期较长，即使对既有线运行图进行部分优化调整，也需要6～8 个月的时间，新线编制运行图需要2～3 年时间。编制流程如图12 所示。

图12 日本私铁运行图编制流程Figure 12 Flow chart of train diagram preparation

4 结语

筑波快线采用了复杂的快慢车运营组织模式，通过精细化的行车组织，实现了一条线路上同时行驶多种类型快车和慢车，满足了市郊客流的差异化出行需求，在开通运营5 年后，便实现了单年度盈利，并带动了沿线的社会经济发展，取得了显著的经济效益和社会效益。在我国大力发展市域(郊)轨道交通的背景下，其根据客流特征精准配置行车组织策略的运营手段，结合运营功能设置复合功能配线的规划理念，重视乘客体验的服务意识，非常值得我们深入学习和参考。