顧海艇 呂永波 任 遠 霍 潁

(1.中鐵第六勘察設計院集團有限公司， 300308， 天津； 2.北京交通大學交通運輸學院， 100044， 北京∥第一作者， 工程師)

目前國內(nèi)旅游市場不斷發(fā)展，著名旅游景區(qū)的游客量增長迅速。節(jié)假日時期，很多景區(qū)地面交通變得不堪重負，不僅嚴重影響了游客的旅游品質(zhì)，對景區(qū)環(huán)境也帶來了嚴重影響。作為解決旅游景區(qū)的交通問題，滿足觀光需求的一種新的交通方式——旅游軌道交通因經(jīng)濟環(huán)保、安全準時的特點，在國內(nèi)正在興起。

旅游軌道交通一般采用全封閉的形式，基本功能主要為交通功能和觀光功能。交通功能旨在解決景區(qū)與外部交通樞紐、路網(wǎng)節(jié)點、其他景區(qū)之間以及景區(qū)內(nèi)部之間的游客運輸問題；觀光功能主要體現(xiàn)在軌道交通與沿途景色的有機融合，營造人文自然與現(xiàn)代技術(shù)相交融的風情畫貌，列車上的游客可以從更好、更高的視角飽覽秀麗的自然風光，列車外的游客也可以欣賞到科技和自然的和諧之美。

1 懸掛式單軌系統(tǒng)在旅游線的應用前景

懸掛式單軌交通系統(tǒng)的特征是：車輛懸吊在軌道梁下方，轉(zhuǎn)向架和運行軌道置于軌道梁內(nèi)；線路最小曲線半徑為30 m，最大爬坡能力達100‰[1]；車輛最高運行速度為60～80 km/h，平均旅行速度20～35 km/h；工程投資在1.0～2.0億元/km；適用于單向高峰小時最大斷面客流量0.4～0.8萬人次/h的旅游交通走廊。

在運能上，懸掛式單軌系統(tǒng)為中低運量等級，4輛編組情況下運能可達到0.8萬人次/h，可滿足絕大部分景區(qū)的游客出行需求；在適應性上，懸掛式單軌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力強，與多數(shù)軌道交通制式相比具有明顯的優(yōu)勢，可適應山地城市、道路崎嶇不平等復雜條件，在造價上，懸掛式單軌系統(tǒng)在高架線路中的造價優(yōu)勢較為明顯，相比地面線造價較高；在占地上，懸掛式單軌系統(tǒng)的橋墩寬度約0.8 m，僅占用2 m左右的綠化帶即可滿足建設要求；從建設周期上，軌道梁、道岔梁、橋墩等可采用工廠加工預制、現(xiàn)場拼裝模式，施工工期短，對環(huán)境影響?。辉谟^光性上，懸掛式單軌系統(tǒng)橋梁輕便，列車造型美觀，宜與周邊自然景觀相得益彰，游客可欣賞高空景色。

基于以上特點，懸掛式單軌系統(tǒng)兼具交通和觀光功能，在線路條件差、地面交通無法到達的特殊環(huán)境中具有明顯的競爭優(yōu)勢。因此，懸掛式單軌系統(tǒng)在國內(nèi)旅游線的應用前景較為廣闊，應充分結(jié)合景區(qū)特點、線路條件進行合理設計，其中，做好行車組織方案研究，確定合理的建設規(guī)模，是實施具體工程的基礎和必要條件。本文的旅游線是指采用懸掛式單軌系統(tǒng)的旅游軌道交通，并以某景區(qū)旅游軌道交通為分析案例。

2 旅游軌道交通客流特征

旅游軌道交通客流特征是行車組織方案設計的重要依據(jù)。深入剖析景區(qū)旅游軌道交通的客流特征，設計與其相匹配的行車組織方案，對于提高旅游軌道交通的運營效率和服務品質(zhì)具有相當重要的作用。

客流特征主要包括客流時間分布、客流空間分布、客流需求特征這三個方面[2]。

2.1 客流時間分布

客流時間分布主要分為全年客流分布、全日客流分布。

旅游軌道交通的全年客流分布與景區(qū)客流量全年分布的波動基本一致，與當?shù)氐娜丝?、交通、氣候、季?jié)、節(jié)假日等因素密切相關(guān)。一般來說，節(jié)假日以及舉辦大型活動時的日客流量遠遠大于周末、工作日，旺季日客流量遠遠大于淡季。以四川阿壩州四姑娘山風景區(qū)為例，其客流量月分布圖如圖1所示。由圖1可見，8月和10月的客流量遠遠大于其他月份，其他月份客流量差異明顯，最低月份為1月份，客流量僅為7 624人次。

圖1 四川四姑娘山景區(qū)游客量月分布圖

以4月份的日分布圖為例(見圖2)，4月5日、6日、7日為清明節(jié)小長假，4月29日、30日和5月1日為勞動節(jié)小長假，客流量明顯大于其他時間，4月1日、14日、15日、21日、22日為周末，客流量約為工作日的2倍。

圖2 四川四姑娘山景區(qū)4月份游客量日分布圖

根據(jù)統(tǒng)計和計算，四姑娘山景區(qū)游客量期望值為1 748人次/d，標準差為2 144人次/d，離散系數(shù)為1.23，因此，景區(qū)日游客量的波動性極大，為景區(qū)服務的旅游軌道交通客流量也存在著極大的不均衡性。從全年客流分布上看，國慶的日游客量最高，多日突破1萬人次；五一小長假和8月周末的日游客量相對較高，在6 000～8 000人次；該景區(qū)旺季的周末客流量超過了春節(jié)、清明、中秋等節(jié)假日。從分布比例上看，在1年中，90%的日客流量在4 000人次以內(nèi)，97%的日客流量在6 000人次以內(nèi)，如圖3所示。

圖3 四川四姑娘山景區(qū)日游客量分布圖

在設計行車組織方案之前，應對節(jié)假日、周末、工作日的客流分布進行全面分析，研究旅游軌道交通的設計運輸能力與不同時期游客需求的匹配性。

旅游軌道交通的全日客流分布是指一天中不同時段的客流出行分布。游客出行時段一般與景區(qū)的開放時間相匹配，與通勤客流最高峰通常出現(xiàn)在早上8:00—9:00不同，旅游客流的最高峰可能出現(xiàn)在早上的去程，也可能出現(xiàn)在下午的返程[3]。當作為大型景區(qū)對外交通功能為主的線路時，高峰小時系數(shù)相對較高；當作為景區(qū)內(nèi)部觀光功能為主的線路時，全日客流分布相對比較均勻，高峰小時系數(shù)較低。

2.2 客流空間分布

客流空間分布主要分為全日客流斷面和高峰小時客流斷面，均體現(xiàn)在客流斷面圖上。

當旅游軌道交通作為景區(qū)對外聯(lián)系主要交通工具時，全日斷面客流往往相對均勻，即首末站的上下車乘客遠大于中間站的上下車乘客，乘客平均運距較長；高峰小時上下行斷面客流極不均勻的情況(如圖4所示)，早上的早高峰進入景區(qū)客流遠遠超過出景區(qū)客流，下午則相反。當作為景區(qū)內(nèi)部各景點的連接線或觀光線時，各景點的上下車乘客與景點吸引力相關(guān)，全日斷面客流形狀呈現(xiàn)“中間大、兩頭小”的紡錘形，平均運距相對較短，高峰小時上下行斷面客流相對均勻，如圖5所示。

a) 全日 b) 早高峰

a) 全日 b) 早高峰

2.3 客流需求特征

客流需求特征主要體現(xiàn)在游客對旅游軌道交通服務性的要求，主要有乘車環(huán)境、最高運行速度、停站時間等。

在旅游軌道交通中，乘客追求的目標是身心愉悅，享受生活，因此對運輸?shù)姆招跃哂休^高的要求。第一是乘車環(huán)境，游客對乘坐舒適度的要求較高，不光要有便捷的進出站、購票換乘條件和舒適的候車環(huán)境，對客室內(nèi)的乘坐舒適度要求尤為嚴格。在平均運距較長時，應盡量保證充足的座椅數(shù)量，在平均運距較短時，游客即使在客室中站立，也不會引起過度的反感。第二是最高運行速度，這與線路長度、沿途景觀相關(guān)。當線路較短或沿線風景優(yōu)美時，旅游線應重點突出其觀光功能，最高運行速度應保持在較低水平，以提高游客的觀賞體驗；當線路較長或沿線景觀單調(diào)時，最高運行速度應盡量提升，加快列車周轉(zhuǎn)。第三是停站時間，旅游客流的目的是放松和愉悅自身，因此在進出站、售檢票、上下車等過程中均表現(xiàn)出輕松姿態(tài)，相比通勤客流，對時間的要求不再嚴格。因此，旅游客流的上下車速度應比通勤客流稍慢，停站時間應適當增加，保證乘客充足的上下車時間。

3 行車組織方案要素分析

在旅游軌道交通中，行車組織方案的三大要素主要是行車對數(shù)、列車運行交路、列車旅行速度。

3.1 行車對數(shù)

旅游軌道交通的基本功能是滿足游客的乘車需求，因此行車對數(shù)是行車組織方案的核心。與通勤客流不同，旅游客流往往存在極大的不均衡性。若按照完全滿足節(jié)假日的最大客流考慮，行車組織方案可以滿足全年的客流需求，但是絕大多數(shù)時間運能富余過多，存在列車閑置、規(guī)模偏大的情況，經(jīng)濟效益較差；若按照滿足日均客流量考慮，線路的設計運輸能力無法滿足節(jié)假日的客流，甚至連旺季的周末也無法滿足，軌道交通的作用無法體現(xiàn)。

在設計行車對數(shù)時，主要按照如圖6所示的4個步驟進行。其中，客流分析和車輛定員的確定尤為關(guān)鍵，其需要密切結(jié)合客流時間分布和客流需求特征來進行研究。

3.2 列車運行交路

列車運行交路的制定主要以客流空間分布為依據(jù)，具體有以下幾點影響因素：一是充分考慮全線的客流分布規(guī)律，研究列車運行交路設置的匹配性和可延續(xù)性；二是考慮行車組織的靈活性和可操作性，線路通過能力和可持續(xù)運輸能力應滿足要求；三是考慮折返站配置情況和能力的大??；四是以滿足大多數(shù)游客出行需求為目標，盡量減少換乘次數(shù)，提高游客出行的直達性[4]。

對于以對外交通為主的旅游線，客流特征以直達為主，客流斷面均勻，列車交路宜考慮采用單一交路；當潮汐客流明顯時，上下行客流極不均勻，可結(jié)合交路長度、場段位置考慮采用單向加車方案，以減少車輛購置費和運營成本[5]。對于以內(nèi)部交通、觀光線為主的旅游線，斷面客流呈現(xiàn)紡錘形，當線路較長時，從運營效率的角度，可考慮采用大小交路；當線路較短時，從運營簡便的角度，可以考慮采用單一交路。折返站位置必須有足夠的配線和其他設備。對于懸掛式單軌系統(tǒng)而言，由于軌道梁道岔的特點，無法布置交叉渡線，而且道岔造價高昂，在設置折返站時需慎重考慮，應綜合比較建設投資、運營維護成本和難度、乘客舒適性等因素，選擇最佳方案。

3.3 列車旅行速度

列車旅行速度主要與最高運行速度、停站時間相關(guān)，是計算運用車的基礎。旅行速度越高，列車周轉(zhuǎn)越快，運用車和配屬車就越少。目前1輛懸掛式單軌車輛造價就達數(shù)百萬元，旅行速度的微小變化就可能帶來上千萬元的費用變化。

最高運行速度取決于旅游軌道交通的功能。以觀光為主的線路，應適當降低最高運行速度，保持在20～40 km/h；在局部風景優(yōu)美區(qū)段，可進一步降低速度，以增加游客的體驗感。以交通功能為主的線路，應在乘坐舒適的前提下，盡量提高運行速度，宜在60～80 km/h，以加快列車周轉(zhuǎn)，減少列車購置費用。停站時間應充分考慮游客的心理狀態(tài)和行走速度，上下車時間應在通勤客流上下車速度的基礎上適當放寬，停站時間不宜過短，列車在停站時應反復提醒乘客，避免乘客坐過站。

4 算例分析

以某景區(qū)旅游軌道交通線路為例，進行行車組織方案分析。根據(jù)景區(qū)客流量，淡季為每年的12月至次年3月，旺季為4月至11月，淡、旺季的工作日和周末分開考慮，法定節(jié)假日作為一個時段。因此，將全年劃分為淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、節(jié)假日5部分進行客流預測。

該線全長5 km,共設4座車站，線路功能以交通功能為主、觀光功能為輔，其客流指標如表1所示。客流以起終點直達客流為主，早高峰最大客流斷面區(qū)間為三站—四站，遠期節(jié)假日早高峰斷面客流如圖7所示。

圖7 遠期節(jié)假日早高峰斷面客流

在設計行車組織方案時，首先判斷以哪個階段的客流數(shù)據(jù)作為主要設計依據(jù)。按上述5個階段的天數(shù)在全年中的比例進行排序，旺季工作日(46.3%)>淡季工作日(22.5%)>旺季周末(15.3%)>淡季周末(9.9%)>節(jié)假日(6.0%)；按日客流量進行排序，節(jié)假日>旺季周末>淡季周末>旺季工作日>淡季工作日，因此滿足旺季周末客流可滿足94%時間的客流需求。節(jié)假日客流量約為旺季周末的1.37～1.46倍，按旺季周末的高峰小時最大斷面客流計算設計運輸能力，并考慮10%～20%的運能裕量，旅游軌道交通的實際運輸能力可滿足節(jié)假日的大部分需求。由于該線以交通功能為主，游客對客室環(huán)境的容忍度較高，因此節(jié)假日期間可適當降低客室內(nèi)的服務水平，即提高立席的站立標準，并盡可能利用既有運用車數(shù)量，提高高峰小時行車對數(shù)，檢算是否滿足節(jié)假日客流需求。綜上，該線宜按旺季周末的高峰小時最大斷面設計運輸能力。

表1 客流預測指標匯總表

參考四川省地方標準的車型分類，該線車輛宜采用定員較大的A型車。該線以交通功能為主、觀光功能為輔，應考慮部分站席。從游客舒適性的角度考慮，站立標準宜采用3～4人/m2，取中值3.5人/m2，車輛定員為67人/輛。在節(jié)假日時，站立標準取5人/m2，定員為82人/輛。作為旅游軌道交通，行車對數(shù)不宜大于20對/h，因此列車采用2輛編組。

該線平均站間距達1.7 km，因此宜適當提高最高運行速度，取60 km/h。首末站停站時間為40 s，中間站停站時間為30 s。經(jīng)計算，該線配車旅行速度為30 km/h。

客流以起終點站直達客流為主，而且線路較短，列車運行交路采用單一交路。考慮到該線潮汐客流明顯，可以采用單向加車方案，在一站附近設置車輛基地1座，四站附近設置可供3列列車停放的停車線，具備在高峰期單向加3列列車的條件。

根據(jù)客流需求設計行車對數(shù)，計算旺季周末的設計運輸能力和運用車，然后根據(jù)各年限的實際運用車數(shù)量計算行車對數(shù)可達到的最大值，分別為9對/h、13對/h、16對/h。各階段的設計運輸能力和運用車數(shù)量如表2所示，早高峰列車交路圖如圖8所示。

表2 設計運輸能力表

注：圖中數(shù)字依次為淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、節(jié)假日的行車量；在初期、近期和遠期中，第一行數(shù)字的單位為對/h，第二行數(shù)字的單位為列/h。

5 結(jié)語

國內(nèi)旅游軌道交通發(fā)展迅速，懸掛式單軌系統(tǒng)作為一種輕型、美觀、適應能力強的軌道交通制式，在旅游線的應用前景較為廣闊。但是任何軌道交通均存在規(guī)模大、造價高昂的問題，因此做好旅游線的行車組織精細化設計，設計合理建設規(guī)模是項目實施的重點。本文從客流時間分布、客流空間分布、客流需求特征等三方面分析客流特征，為行車組織設計打好基礎；然后主要從行車對數(shù)、列車運行交路、旅行速度等與旅游線特征相關(guān)的三部分內(nèi)容進行行車組織設計方法的研究；最后結(jié)合算例，設計與之相匹配的行車組織方案，為具體工程實施提供參考。