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沈阳地铁一号线运输组织方案优化研究

2013-06-25 11:08:33 来源:中国铁路货运网  跟贴0   作者:晓峰
沈阳地铁一号线运输组织方案优化研究 摘 要:从城市轨道交通客流特征分析出发,研究沈阳地铁一号线断面客流的时空特征,根据目前存在的高峰(尤其是早高峰)时段客流满载率过高、平峰时段客流满载率过低、车底运用不合理等问题,以及运输组织方案现状,在保证可以投入运营的车底数量不变的条件下,从改变备用车底使用方法、开行多交路、优化折返方式等方面优化沈阳地铁一号线的运输组织方案。 关键词:地铁;客流;运输组织方案;满载率 沈阳地铁一号线一期正线共设22个车站,自西向东依次为十三号街站、中央大街站、七号街站、四号街站、张士站、开发大道站、于洪广场站、迎宾路站、重工街站、启工街站、保工街站、铁西广场站、云峰北街站、沈阳站、太原街站、南市场站、青年大街站、怀远门站、中街站、东中街站、滂江街站、黎明广场站,线路全长27.9 km。该线路横跨沈阳市区东西方向,将铁西广场、沈阳站、太原街、中街、东中街等商圈连为一体。沈阳地铁一号线自2010年9月27日开通以来,客流迅速增长,出现高峰时段车厢拥挤、车辆满载率高、部分时段和区段运能不足的现象。目前,沈阳地铁一号线的运输组织方案不尽合理,主要表现在高峰(尤其是早高峰)时段客流满载率过高、平峰时段客流满载率过低、车底运用不合理等方面。因此,从沈阳地铁一号线实际客流的时空分布特征分析出发,研究其运输组织方案存在的问题及相应的优化措施。 1 运输组织方案现状分析 1.1 客流现状 研究选取2012年3月12日沈阳地铁一号线客流(周一,计划运行图平日运行图),对其断面客流特征进行分析。 (1)断面客流时空分布特征[1]。沈阳地铁一号线按时间分布,断面分时客流统计如图1、图2所示;按空间分布,断面分区间客流统计如图 3、图4所示。

(2)客流分析[2]。由图1可以看出,沈阳地铁一号线早晚高峰特征明显。早高峰时段为7:00 — 9:00,其中极端早高峰时段 ( 7:00 — 8:00 )客流为14 544人次/h;晚高峰时段为17:00—19:00, 其中极端晚高峰时段(17:00—18:00)客流为10690人次/h。由图 3、图 4 可以看出,沈阳地铁一号线早高峰客流具有明显的向心特征。在早高峰时间段(7:00—9:00),由西段至市中心(沈阳站)的断面客流非常大,过青年大街站(换乘站,与二号线换乘)后,断面客流骤减;晚高峰时段(17:00—19:00)客流具有明显的离心特征,在该时段内,由青年大街站往西段的客流也增幅明显。 1.2 运输组织方案现状 沈阳地铁一号线一期工程22个车站中有7个车站具备列车折返能力,有1个车辆段与十三号街站连接,有2条出入段线。目前,沈阳地铁一号线采用6节车辆编组,列车定员为1 440人/列。采用的是基于通信的列车自动控制(CBTC)信号系统,共分3个阶段实施。目前,第一阶段全线实现点式列车自动防护(ATP)功能,通过列车自动监督(ATS)或本地控制工作站(LCW)自动或人工排列进路,上线列车采用点式ATP驾驶模式,按地面信号显示及车载推荐速度行车,前后相邻列车之间的安全运行间隔由计轴区段自动防护。 (1)运行图情况。目前,沈阳地铁一号线工作日计划运行图技术参数为:单一交路 ( 十三号街至黎明广场 );运行图运用列车数 21 列,最大上线运营 20 列,十三号街车辆段备用车1列;早高峰时段行车间隔为6 min;晚高峰时段行车间隔为 6 min 38 s;其余时段行车间隔为7 min~9 min 42 s。 (2)运行图运能运量适应性分析。根据沈阳地铁一号线工作日运行图分时段运能统计,运能与运量匹配如图5、图6所示。 由图 5、图 6 可知,上行除极端早高峰时段满载率超过 1.01 外,其余时段满载率都没有超过 1.00,运输能力的配备均能够满足客流需求;下行运输能力的配备基本能够满足客流需求,满载率均小于 1.00;白天平峰时段运输能力富余量比较大,在 10:00 — 16:00 上、下行的满载率基本在0.50左右。

1.3 存在问题分析 从客流特征上分析,存在以下问题。 (1)早晚高峰客流量差异大,主要表现在早晚高峰客流数值明显不同,极端早高峰客流数值远超过极端晚高峰客流数值。 (2)上、下行客流极度不均衡,特别是早晚高峰时段的上、下行客流不均衡程度更为突出。早高峰上行断面客流远大于下行断面客流,最大不均衡系数高达1.27,而晚高峰下行断面客流大于上行断面客流,最大不均衡系数也达到1.15。 (3)极端高峰(尤其是极端早高峰)能力最为紧张,乘客满意度及舒适度较低。根据客流分析,目前沈阳地铁一号线存在的最大问题是极端高峰( 尤其是上行极端早高峰 ) 能力不能满足客流需求,满载率超过1.01,已经超过了乘客可承受的拥挤程度。由于受车底数量的限制(目前可以投入运营的车底数量仅为21列),并且目前还无法通过增加车底运用数量来缩短行车间隔。单一交路及折返方式不能完全满足客流特征。 2 运输组织方案优化及比较 2.1 运输组织优化分析 通过对沈阳地铁一号线运能与运量的适应性分析,可以看出早高峰时段中7:00—8:00的满载率最大,而且最大断面发生在云峰北街 — 沈阳上行区段。因此,可以考虑在7:00—8:00时段,在重工街—青年大街间开行一个小交路(重工街站和青年大街站列车具备折返条件),小交路列车的车底利用备用车。这样可以有效缓解早高峰上行断面的客流压力。但是,由于小交路列车需要经过青年大街站存车线进行折返作业,而存车线两边没有站台,上行小交路列车在青年大街站无法进行下客作业。因此,在组织开行小交路列车时,下行列车可以不载客,或者上行列车到达南市场站上行站台后清客。清客完毕后,空车进入青年大街站存车线站前折返至青年大街站下行站台,然后进行换端作业。 2.2 优化方案比较 采用编图软件编制运输组织方案的优化运行图,优化前后方案的具体比较如下。 ( 1 ) 优化前列车运行图早高峰时段中7:00 — 8:00 上行极端断面的满载率为 1.01,优化后为0.92,具体如表1所示;7:00—8:00下行断面的满载率为0.63,优化后为0.57,具体如表2所示。

(2)优化前列车运行图早高峰时期上、下行最小行车间隔为6 min,优化后上、下行最小行车间隔为4 min,缩短最小行车间隔2 min。 (3)优化前列车运行图早高峰最大上线列车数为20列、备用车1列,优化后为21列。 2.3 结论 从上述比较可以看出,优化后的列车运行图虽然多使用1列车上线,增加了运营成本,但上、下行早高峰极端断面的满载率下降了约9%,上、下行早高峰最小行车间隔均缩短了 2 min。按照乘坐公共交通出行每位乘客的时间价值为 7.455 3元/h[3],则每位乘客可节约0.248 52元/2 min。按照列车满载1 440人次/列计算,优化后旅客时间价值总成本节约2 913元/h。优化后的运输组织方案能更好地适应沈阳地铁一号线的客流特征,满足运输需求,提高早高峰时段的服务水平,节约乘客出行的时间成本。 3 结束语 沈阳地铁一号线作为沈阳市第一条地下城市轨道交通线路,位于城区东西方向的主轴线上,横跨市内 5 区,在沈阳城市轨道交通网络中有重要的地位。沈阳地铁一号线也是目前沈阳最先采用CBTC信号制式的轨道交通线路,将在开行高密度、多交路的复杂运输组织方案中起到示范作用。通过研究沈阳地铁一号线断面客流的时空分布特征,对目前的运输组织方案的相关问题进行分析,提出优化方案,并编制了列车运行图,证明了运输组织优化方案实施的可行性。 参考文献: [1] 江志彬,田益峰,苗秋云.上海轨道交通八号线客流特征及运输方案优化[C]//中国交通运输协会青年科技工作者委员会,上海海事大学.中国交通研究与探索.北京:人民交通出版社,2009:156-159. [2] 沈丽萍,马 莹,高世廉.城市轨道交通客流分析[J].城市交通,2007(3):14-19. [3] 赵淑芝,赵 贝.多因素影响下的城市居民出行行为时间价值[J].吉林大学学报:工学版,2011(1):46-50.
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