周 競

(上海申通軌道交通研究咨詢有限公司,200070,上?！喂こ處?

上海軌道交通3、4號線共線運營行車組織研究

周 競

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基于上海軌道交通3、4號線共線運營特點，分析了共線運營在行車組織上存在非共線段運能不足、共線段運營中斷時運營調(diào)整難度大的問題。通過非共線段運能不足問題剖析和共線段運營線路中斷處置原則分析,提出了進行線路拆分提升運能，以及在共線段中斷時的行車組織調(diào)整方案，并得出3、4號線各自獨立運營需對配線進行改造的結(jié)論。

城市軌道交通; 共線運營; 行車組織; 運營調(diào)整

Author′s address Shanghai Shentong Rail Transit Research & Consultancy Co.,Ltd.,200070,Shanghai China

1 上海軌道交通3、4號線共線運營概況

共線運營是指在相鄰的兩條或多條軌道交通線路中,運營列車交路從一條線路跨越到另一條線路,存在著兩條或多條列車交路共用某一區(qū)段的情況。列車共線運營的部分線路稱之為共線段。上海軌道交通3、4號線采用了放射線(3號線)和環(huán)線(4號線)部分線路重合的共線運營模式。其線路示意圖如圖1所示。上海軌道交通3號線設(shè)車站29座,線路長度為40.23 km。4號線設(shè)車站26座,線路長度為26.598 km。其中，虹橋路站至寶山路站區(qū)段內(nèi)的9座車站為3、4號線共線運營車站,共線段線路長度為11.566 km。目前，3號線開行上海南站站至江楊北路站和上海南站站至長江南路站大小兩種交路,4號線開行內(nèi)外圈相向運行2個環(huán)線交路。3、4號線共線運營的線路配線特點決定了接軌處道岔(圖1圓圈處道岔)在某個時間點只能接入某一條線路的列車。因此,受道岔轉(zhuǎn)換、進路解鎖影響,3、4號線共線段行車間隔為2 min 30 s,非共線段為5 min。其中3號線非小交路區(qū)段(長江南路站至江楊北路站區(qū)段)行車間隔為5～10 min。

圖1 上海軌道交通3、4號線線路示意圖

3、4號線共線運營雖可節(jié)省投資、方便換乘,但也存在以下主要問題:

(1) 共線段的通過能力制約了非共線區(qū)段的列車行車間隔,造成高峰時段非共線段運能不足。

(2) 放射線與環(huán)線的共線運營使共線段開行多種不同交路列車,當共線運營線路中斷時,運營調(diào)整難度大。

本文從共線運營存在的問題出發(fā),以上海軌道交通3、4號線為例,分析共線運營有別于單線運營的行車組織難點,并給出相應的處置對策。

2 非共線段運能不足時的行車組織

2.1 非共線段運能不足問題剖析

圖2、圖3分別為3、4號線某工作日高峰小時的斷面客流分布示意圖(柱形為各區(qū)間的斷面客流量)。3號線列車定員為1 798人/列車,根據(jù)目前早高峰5 min的行車間隔,其高峰小時理論運能(60/行車間隔×列車定員載荷)為21 576人次,如圖2橫線所示。4號線列車定員為1 860人/列車,根據(jù)目前早高峰5 min行車間隔,其高峰小時理論運能為22 320人次,如圖3橫線所示。從圖2及圖3中超出橫線的柱狀圖所表示的位置可以看出,3、4號線早高峰斷面客流較大的區(qū)段主要出現(xiàn)在非共線段,即3號線江灣鎮(zhèn)站至寶山路站下行,4號線寶山路站至浦東大道站上行。這些區(qū)段在3、4號線工作日早高峰時是容易引起乘客吊門、列車延誤或車門故障的“危險”區(qū)段。由于共線運營造成非共線段的行車間隔是共線段的2倍,因此這些區(qū)段的運能只有共線段的一半。在單線運營線路上，可以通過增加上線列車或提高旅行速度來縮短行車間隔,提高運能；而在上海軌道交通3、4號線,鑒于接軌站道岔轉(zhuǎn)換及進路解鎖的時間,在未對信號設(shè)備進行改造的前提下,共線段2 min 30 s的行車間隔幾乎沒有縮小的余地。因此,3、4號線當前的通過能力已經(jīng)達到飽和,難以通過增加列車或提高旅行速度增加運能。

2.2 解決措施

可拆分3、4號線解決上述問題：對共線段部分車站進行改造,如改造上?；疖囌菊?、寶山路站(圖4中交路重疊部分),使其成為分段獨立運營后的3、4號線兩線換乘站。改造部分的車站配線圖如圖5所示。分段運營后，4號線由上海南站站經(jīng)3號線宜山路站(以下簡為“宜山路3”)、虹橋路站、寶山路站至4號線宜山路站(以下簡為“宜山路4”)折返,形成“ρ型”交路(見圖4左半部分交路)。3號線由上?；疖囌菊局两瓧畋甭氛拘纬蓡我唤宦?見圖4右半部分交路)。該方案的優(yōu)點是將3、4號線拆分成兩條獨立運營的線路,在上?；疖囌菊炯皩毶铰氛緦嵤Q乘，原先的非共線段運能也能像其他單線運營線路一樣，通過增加運用列車數(shù)或提高旅行速度來縮小行車間隔、提升運能。該方案的缺點主要是改造成本較大,需要改變現(xiàn)有3、4號線部分車站的建筑結(jié)構(gòu)，軌道、信號、接觸網(wǎng)等設(shè)施設(shè)備也需要加以改造；改造過程中會對3、4號線的日常運營造成重大影響,甚至造成既有線部分區(qū)段中斷運營。因此，需對改造時期的施工組織、行車組織、客運組織作出相應的配套方案。此外,由于改造之后行車間隔縮小,需要增購3、4號線列車，并對相應車輛段進行擴容改造。改造后，原來乘坐3號線途經(jīng)上海火車站站的乘客將增加一次換乘。

圖4 3、4號線分段運營交路示意圖

圖5 改造后的3、4號線上?；疖囌菊炯皩毶铰氛九渚€圖

3 共線運營線路中斷時的行車組織

線路中斷是指因異物侵限、區(qū)間積水、觸網(wǎng)失電等原因造成部分區(qū)段中斷運營的突發(fā)事件,這里主要指單線中斷運營。在單線運營線路上遇到中斷運營，通常實行故障區(qū)段兩端小交路運營,故障區(qū)段相鄰線路單線雙向運營。這種運營調(diào)整方案通過有效隔離故障區(qū)段,既能最大限度維持運營,又為維修人員下線搶修創(chuàng)造了有利條件。但是，共線運營因涉及到兩條線路的多條交路,大大增加了此類事件的調(diào)整難度。

3.1 共線運營線路中斷行車組織原則

將共線運營的3、4號線分為3號線南段(上海南站站——宜山路3)、共線段(虹橋路站——寶山路站)、3號線北段(東寶興路站——江楊北路站)和4號線非共線段(宜山路4經(jīng)大木橋站至海倫路站),如圖6所示。

圖6 上海軌道交通3、4號線線路區(qū)段劃分簡圖

當3號線南段或北段發(fā)生線路中斷時,調(diào)整方案同單線運營,以故障點兩端的有岔站和原終點站為兩個小交路運營,故障區(qū)段相鄰線路單線雙向運營；如故障區(qū)段涉及到終點站,則采取故障區(qū)段鄰線單線雙向運營,故障區(qū)段外第一個有岔站至另一終點站小交路運營。

當4號線非共線段發(fā)生線路中斷時,為保證4號線環(huán)線內(nèi)外圈至少有一個方向正常運營,相鄰線路不宜采取單線雙向運營。此時，故障區(qū)段相鄰兩個有岔站以及共線段組成一個運營交路,相鄰線路仍然正常運營,但須抽調(diào)部分4號線列車下線，以避免過多列車進入共線段造成線路擁堵。

當共線段發(fā)生線路中斷時,相鄰線路4號線列車保持正常的環(huán)線運營，故障區(qū)段4號線列車在4號線非共線段小交路運行；3號線列車在故障點兩端的有岔站和終點站之間分別小交路運營。

3.2 運用實例

在實際運用中,同一個區(qū)段發(fā)生線路中斷時,對應的行車組織方式并不是唯一的。本文以共線段上行中山公園站外至中潭路站外線路中斷(圖7中粗虛線所示區(qū)段)為例加以闡述。

3號線上海南站站至宜山路3,中潭路站至江楊北路站實行小交路運營(圖中交路1和交路2，如考慮到3號線在共線段折返會影響到4號線外圈環(huán)線運營,也可將3號線北段臨時交路調(diào)整為虹口足球場站至江楊北路站,但公交接駁范圍須包含虹口足球場站),4號線上行臨平路站經(jīng)大木橋站至宜山路4小交路運營(圖中交路3)。下行正常環(huán)線運營。宜山路4經(jīng)中潭路站至臨平路站啟動公交預案。3號線宜山路站乘客可往4號線宜山路站換乘接駁公交車。

該方案中，3號線小交路運營列車對4號線無干擾,安全性較高,運營調(diào)整難度較低。但方案將故障區(qū)段由中山公園站外至中潭路站外上行擴大至宜山路3站外至中潭路站外上行,加大了對乘客出行造成的影響范圍。該方案利于保持共線段下行運營的暢通,適合于3號線上行相對下行客流較少時,如早高峰時段。

圖7 上海軌道交通3、4號線運營調(diào)整簡圖

從方案中可以看出，3、4號線共線運營，一旦在環(huán)線交路上出現(xiàn)單線運營中斷,為不影響另一方向的環(huán)線運營,須采取公交接駁方案作為運營調(diào)整的輔助手段。這也是3、4號線共線運營在行車組織上有別于單線運營線路的地方之一。由于3、4號線共線運營開行多種交路，導致共線段線路中斷時其運營調(diào)整的復雜性遠高于普通線路。

4 結(jié)語

由于規(guī)劃的局限性,上海軌道交通3、4號線這種放射線和環(huán)線部分線路重合的軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),未考慮到城市發(fā)展客流急劇增長后,在共線段通過能力已飽和的情況下無法提升非共線段運能的情況。共線段開行多種不同交路的列車,給運營人員的行車組織,尤其是故障情況下的運營調(diào)整增加了很大的難度。此外，共線運營在接軌站手搖道岔接車方案、共線段發(fā)生司機漏乘的處置、列車晚點時共線段的接車方案、共線段不同線路列車連掛救援后的開行方案等方面都較為復雜。雖然通過實施針對性的行車組織方案可在一定程度上化解共線運營行車組織的難點,但卻無法回避上海軌道交通3、4號線共線運營留下的遺憾大于收益的事實。只有通過3、4號線配線改造使其各自獨立運營，才能徹底解決上述問題。

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Organization of the Joint Operation of Shanghai Metro Line 3 and Line 4

ZHOU Jing

In this paper, the characters of Shanghai metro Line 3 and Line 4 joint operation are studied. On this basis, the insufficient capacity of joint operation compared to the routine operation, and the big adjustment in case of joint operation failure are analyzed. According to the problem analysis on the insufficient capacity and the disposal principle to operation failure, some improvement strategies are proposed, such as transport capacity enhancement by line split, special train organization for operation failure on asection of a single track, and so on. Finally, the independent operation of Line 3 and Line 4, the reconstruction of metro station tracks are proposed.

urban mass transit; joint operation; train organization; special operation organization

U 292.2: U 231

10.16037/j.1007-869x.2017.01.024

2015-12-31)