聞 千

（中國交通建設股份有限公司，北京 100032）

日本筑波快線是一條連接日本東京千代田區(qū)秋葉原站與茨城縣筑波市筑波站之間的近郊通勤交通線，是東京都市圈市郊鐵路新建通車最晚、運用新技術最多的線路。筑波快線的規(guī)劃設計和運營管理，凝聚了東京軌道交通從業(yè)者們的大量寶貴經驗，成為國內學習的榜樣。

國內對筑波快線的研究較多，但多是介紹線路概況[1]、開行方案[2]或從宏觀規(guī)劃、引導城市發(fā)展角度總結選線經驗等[3-5]，對筑波快線的行車組織方案研究較少。在國內市域(郊)鐵路快速發(fā)展的背景下，本文深入剖析了筑波快線行車組織的特點，介紹了各種行車組織方法，希望能對國內快慢車運營線路的規(guī)劃設計和運營管理有所啟示。

1 筑波快線規(guī)劃運營情況

1.1 筑波快線的規(guī)劃歷程

筑波科學城位于日本東京東北約60 km 的筑波山麓，總面積284.07 km2，現有人口約20 萬。筑波快線作為東京都市圈東北部的放射線，承擔著沿線地區(qū)和筑波科學城到東京都中心的通勤通學任務。筑波快線線路全長58.3 km，設站20 座，其中換乘站7 座，可換乘東京都市圈12 條市郊鐵路或地鐵線路，線路列車最高運行速度為130 km/h，軌距為1 067 mm，采用兩種供電制式，秋葉原至守谷區(qū)段采用直流電DC 1 500V，守谷至筑波區(qū)段采用交流電AC 20 kV，筑波快線線路示意及換乘站布置情況如圖1 所示。

在“東京都市圈通勤五方面作戰(zhàn)”計劃的背景下[6]，日本國鐵于1972 年提出“常磐新線計劃”，“常磐新線”即為筑波快線的前身，“常磐新線”的功能定位為充實首都圈東北部鐵道網密度，促進沿線的大規(guī)模開發(fā)，連接東京都心和筑波研究學園。主要規(guī)劃目的是為了增加運力，減輕常磐線負擔。

1989 年，日本頒布了《都市圈住宅用地開發(fā)和鐵路建設一體化推進特別措施法》[7]，之后線路的功能定位則變成了首都圈東北部交通體系建設的一環(huán)，促進常磐線的混雜緩和、沿線住宅供給、沿線地區(qū)的產業(yè)基礎建設以及業(yè)務核心都市的形成。主要規(guī)劃目的變成了減輕常磐線負擔和促進沿線土地的開發(fā)及城市建設。筑波快線與常磐線的空間位置關系如圖2所示。

圖2 筑波快線與常磐線的空間位置關系Figure 2 Spatial position relationship between the Tsukuba Express and Jōban Line

1991 年，線路的建設運營主體發(fā)生調整，由東日本旅客鐵道株式會社(即JR東日本)調整為首都圈新都市鐵道株式會社。隨著線路的建設實施，筑波快線最終的功能定位變?yōu)檫B接秋葉原和筑波2 個國際IT 基地，服務沿線大學，促進配套設施建設。

筑波快線從1972 年提出修建設想，到1993 年更換建設運營主體，1994 年開始施工，2005 年開通運營，規(guī)劃歷時22 年，建設歷時11 年，規(guī)劃目的從減輕常磐線負擔演化為促進配套設施建設。開通運營后，筑波快線為實現規(guī)劃目的，提高客流吸引力，在票制票價、運營管理、行車組織等多方面進行了創(chuàng)新和實踐，在東京運營的市域郊鐵路中最為典型，特別是其針對不同區(qū)段、不同時段組織不同交路，針對不同類型客流組織多種快慢車進行精準運營的行車組織方法，特別值得國內學習和借鑒。

1.2 筑波快線的運營情況

日本筑波快線由首都圈新都市鐵道獨家擁有與經營，于2005 年8 月24 日正式通車。開通運營第一年的客流量已達到3 469 萬人次，日均客流15 萬人次，客流強度0.26 萬人次/km，后續(xù)從2006 年的日均19.5 萬人次增長到2019 年的39.5 萬人次，客流強度由0.33 萬人次/km 增長到0.68 萬人次/km，2020 年之后由于疫情原因，有所下降。筑波快線開通運營以來全線日均客流量和客流強度如圖3 所示。

圖3 筑波快線開通運營后的全線日均客流量和客流強度Figure 3 Daily average passenger flow volume and intensity of the Tsukuba Express since its operation

從票制票價來看，筑波快線與東京其他市郊鐵路一樣采用計程票制，但票價獨立，并且根據不同客群分為普通車票(單程、往返)、聯票(普通、時差、周末)、定期車票(通勤、通學)、團體車票(普通、學生)、站臺票等5 種[8]。各種車票按照乘客年齡又分為成人票價和兒童票價，按照結算模式分為普通票價和IC卡票價，兒童票價和IC 卡票價具有一定折扣，相對較低。定期車票相對于單次車票優(yōu)惠較多，如筑波快線6 個月定期車票價格233 820 日元，6 個月的單次車票價格累計 433 800 日元，定期車票能夠優(yōu)惠46%。以秋葉原站為例，該站出發(fā)到其他車站的普通車票票價情況如表1 所示。另外，針對不同類型的快慢車，并未采取差異化票價，不同列車相同區(qū)段的票價均相同。

表1 秋葉原站出發(fā)到其他車站的普通車票票價情況Table 1 Fares from Akihabara Station to other stations on weekdays 日元

從營運收益來看，筑波快線以客運收入為主，運營第一年收益已達到140 億日元，遠高于規(guī)劃階段預測的90 億日元，到2019 年最高達到468 億日元，2020 年之后受疫情影響有所下降，但也在逐年恢復中，筑波快線近7 年營業(yè)收益情況如表2 所示。

表2 筑波快線近7 年營業(yè)收益情況Table 2 Operating earnings of the Tsukuba Express in recent seven years

2 筑波快線快慢車行車組織特點

2.1 精準配置行車組織策略

精確把握客流特征，從而精準配置行車組織方案是筑波快線成功的秘訣。筑波快線的客流特點與常規(guī)市域線基本相同，但在實際運營中，精確分析不同車站、不同圈層、不同性質、不同時段客流的分布特征，可實現適時調整線路的行車組織方案，以更好地服務乘客。

2.1.1 不同車站客流分布特征及行車組織對策

筑波快線全線共設置車站20 座，同一時段不同車站客流量差異較大，以2022 年6 月份日均客流為例，全線日均客流最小的車站為萬博紀念公園，僅3 300 人次，最大車站為秋葉原站，達到52 100 人次，兩者相差將近16 倍，如圖4 所示。

圖4 2022 年6 月份各車站日均客流量Figure 4 Daily average passenger flow volume of each station in July 2022

全線具有多座明顯的大客流車站，如秋葉原、北千住、南流山、流山蒼鷹之森、守谷以及筑波站等，如圖5 所示，這些車站一般為起終點站或換乘站，通過對這些車站客流的精準分析，可有效確定快慢車的開行方案，特別是停站方案。

圖5 筑波快線快車停車站的換乘情況Figure 5 Transfer conditions of the express train stop station of the Tsukuba Express

2.1.2 不同圈層客流分布特征及行車組織對策

對于東京這種特大型城市，城市在發(fā)展和擴張過程中會形成交通圈層的特征，如圖6 所示，不同交通圈層內乘客需求不同。15 km 圈層內人口密度高，客流量較大，乘客對充足的運輸能力需求較高；30 km圈層范圍內人口密度相對降低，但由于距離市中心有一定距離，客流對提高旅行速度、縮短出行時間需求較高；50 km 以外的圈層人口密度較低，但距離市中心很遠，因此對運輸能力要求不高，對快速直達要求很高。

圖6 筑波快線在東京都市圈圈層上的分布情況Figure 6 Distribution of the Tsukuba Express in the Tokyo Metropolitan Area

筑波快線在運營過程中準確把握了各圈層客流的需求，以2022 年6 月份日均客流為例，15 km 圈層(基本在八潮站以內)客流達到177 400 人次，占全線客流的50%，30 km 圈層(八潮站至守谷站)客流達到140 500 人次，占全線客流的40%，50 km 圈層(守谷站至筑波站)客流僅為36 100 人次，占全線客流的10%。

為滿足不同圈層的客流需求，筑波快線采用了快慢車和大小交路行車組織模式，如圖7 所示。快速列車以服務50 km 圈層客流為主，中間僅?？咳站土?0 000 人次以上的換乘站，以滿足快速直達需求；為滿足30 km 圈層客流需求，設置服務到守谷站的小交路列車和區(qū)間快車，小交路列車站站停，適當提高30 km 圈層內的運輸能力，區(qū)間快車僅?？繐Q乘站以及日均客流15 000 人次以上車站，適當提高30 km圈層客流的出行速度；所有列車在15 km 圈層范圍內車站均停站，以滿足15 km 以內圈層客流對運輸能力的需求。

圖7 筑波快線快慢車開行方案Figure 7 Operation scheme of express/local train of the Tsukuba Express

筑波快線不同功能類型列車的差異主要體現在停站方案和旅行時間上?？焖倭熊囋叫熊囌緮禐?1 座，相較于未被越行普通車節(jié)約時間12 min，平均越行一座車站節(jié)約時間1.1 min；通勤快車越行車站數為7 座，相較于未被越行普通車節(jié)約時間8 min，平均越行一座車站節(jié)約時間1.1 min；區(qū)間快車越行車站數為4 座，相較于未被越行普通車節(jié)約時間4 min，平均越行一座車站節(jié)約時間1 min；未被越行普通車在車站的停站時間一般約為1 min；被越行普通車在車站停站時間一般為2～7 min，多數為4 min。以秋葉原站和筑波站之間的往返行程為例，筑波快線快慢車旅行時間如表3 所示。

表3 筑波快線快慢車旅行時間Table 3 Travel time of express/local train of the Tsukuba Express min

2.1.3 不同性質客流分布特征及行車組織對策

針對筑波快線每天固定時段、固定區(qū)段乘車的客流進行了分析，固定客流基本呈現逐年遞增的趨勢，2015 年固定客流僅占全線客流的65.4%，2020 年已提升到70%，剩下30%左右為非固定客流。2015—2022 年筑波快線固定與非固定客流分布情況如表4 所示。

表4 2015-2022 年筑波快線固定與非固定客流分布情況Table 4 Distribution of the regular and non-regular passenger flow in recent several years

針對固定客流，根據進出站時間，調整列車運行圖的開行密度和開行時刻，實現乘客進站能夠乘車和快速乘車，最大限度縮短固定客流候車時間，提高服務水平。

另外，根據固定客流的乘車規(guī)律，筑波快線適時調整全線的票制票價，推出不同類型的定期車票等。筑波快線單次票價與東京的其他私鐵相比，相對較低，主要是為了競爭非固定客流，但考慮到固定客流占比較高，以及線路的舒適度高、旅行時間短等優(yōu)勢，為提高運營收入，在定期車票上的收費與同路由的JR 常磐線相比均較高，筑波快線筑波站至秋葉原站(58.3 km)6 個月定期車票票價達到JR 常磐線土浦站至上野站(66 km)的1.4 倍。

2.1.4 不同時段、不同方向客流分布特征及行車組織對策

筑波快線不同時段、不同方向客流差異較大，早高峰時段筑波至秋葉原方向客流量較大，為保證運輸能力，不開行快速列車，僅開行通勤快車、區(qū)間快車和普通車，秋葉原至筑波方向客流量相對較小，開行快速列車、區(qū)間快車和普通車，但快速列車開行對數相對較少，以實現運輸能力的站站停普通車為主；平峰時段，為保證線路的客流吸引力，上下行方向均開行較高比例的快速列車。

以2023 年2 月24 日工作日時刻表為例，全日運營時段為5:00～24:00，全天運營19 h?？燔嚒^(qū)間快車及普通車基本全天開行，通勤快車根據客流方向僅在通勤時段開行，秋葉原→筑波方向在17:00～20:00 時段開行，筑波→秋葉原方向在6:00～9:00 時段開行，具體的開行時段及開行對數如表5 所示。

表5 筑波快線快慢車開行時段及開行對數Table 5 Operating time and number of opening lines of express/local train of the Tsukuba Express

快車在高峰時段(早高峰 7:00～8:00，晚高峰17:00～18:00)大客流方向不開行，小客流方向少量開行，平峰時段均衡開行，行車間隔30 min，平峰時段基本都是整點或半點開行，單方向全天開行27車次。

通勤快車僅在通勤高峰時段開行，行車間隔30 min，單方向全天開行5 車次。

區(qū)間快車高峰時段加密開行，最大到每小時6 車次，平峰時段以30 min 間隔均衡開行。

普通車高峰時段加密開行，最大到每小時16 車次，平峰時段以10 min 間隔不均衡開行。

慢車(避讓列車)全天均有存在，高峰時段達到6 車次，平峰時段一般2 車次，慢車占普停車的比例一般在30%～40%，如表6 所示。

2.2 設置復合功能配線

2.2.1 全線配線設置特點

筑波快線采用左側行車制，全線配線按照左側行車的需求配置。整體來看，全線配線設置特點是以滿足行車組織功能需求為主，適當考慮工程造價，盡量設置復合功能配線。為降低工程造價，地下車站配線滿足基本功能即可，配線設置較為簡單，重點車站設置在地面，運營功能較多，工程規(guī)模均較大，如八潮站和守谷站。

2.2.2 避讓線設置情況

考慮到建設規(guī)模及各站點的客流分布情況等因素，全線共設置兩處避讓站，分別為八潮站和流山蒼鷹之森站，其中八潮站為高架車站，按照雙島四線方式布置，站后設置四線停車線，該站快速列車過站不停車越行通過，其他列車均停站上下客；流山蒼鷹之森站為高架車站，按照雙島四線方式布置，該站所有列車均停站上下客。

另外，守谷站作為小交路折返站(折返列車均為直流供電列車)，也具有小交路慢車折返停車避讓快車的功能。

2.2.3 折返線設置情況

根據不同圈層客流規(guī)模的分布情況以及交直流供電分段情況，全線設置兩處具有小交路折返功能的配線，分別是八潮站和守谷站，八潮站位于15 km 圈層邊界，守谷站位于30 km 圈層邊界。開通運營后15 km圈層內客流較大，因此八潮站未開行小交路列車。目前守谷站作為小交路折返站(折返列車均為直流供電列車)，站前設置單渡線，可實現小交路列車站前折返，運營的靈活性較高。秋葉原站和筑波站均設置較為簡單的站前交叉渡線，用于終點折返。

2.2.4 車輛基地及停車線設置情況

筑波快線作為由市中心向城市外圍的放射型市域快線，市區(qū)范圍內均為建成區(qū)，難以建設車輛基地，因此全線僅在守谷站(30 km 圈層)設置了一處車輛基地，但車輛基地停車規(guī)模較小，在2018 年擴建之前僅能停車26 列位，擴建后可停車29 列位，為減少列車空駛和實現停車，在八潮站(15 km 圈層)站后設置了4列位停車線，考慮站臺停車，八潮站可實現6 列位夜間停車，現狀運營已實現夜間停車5 列位。

2.2.5 出入線設置情況

考慮到剛開通運營時全線配屬列車(35 列)相對較少，為節(jié)約建設費用，車輛基地出入線僅修建了一條，但規(guī)劃設計預留了另一條出入線的實施條件。隨著客流的增長，配車增多，單出入線難以滿足運營需求，2015 年開始修建另一條出入線，2016 年投入運營，目前車輛基地為雙出入線，全線配車41 列。

出入線接軌站采用雙島四線型式配線，可實現雙向收發(fā)車。

2.2.6 其他配線設置情況

為實現工程車夜間停車，在流山中央公園站和綠野站設置了2 處工程車停車線。為實現故障車調頭，在地面車站北千住站設置了交叉渡線。筑波快線全線車站配線示意如圖8 所示。

圖8 筑波快線全線車站配線示意圖Figure 8 Sidings diagram of the Tsukuba Express

2.3 友好處理乘客界面

2.3.1 列車運行圖(時刻表)設計

開行多種類型快慢車對乘客乘車及運營管理都帶來了一定挑戰(zhàn)。根據筑波快線的經驗，在實際運營過程中，初次乘車的乘客不容易區(qū)分各種類型列車，但根據運營公司發(fā)布的列車時刻表可有效避免乘錯車的情況，使乘車更加便利[9]，以2023 年2 月24 日工作日為例，筑波快線列車開行時刻表如圖9 所示。

圖9 筑波快線列車開行時刻表Figure 9 Schedule on 24 February 2023 of the Tsukuba Express

以筑波快線為代表的日本私鐵為使乘客易記、運營方易管，一般采取規(guī)律化運行圖，即列車時刻表的變化要有規(guī)律。如圖10 所示，以變化模式相同、一定間隔反復(15 min 模式、20 min 模式等)的形式編制運行圖的案例較多。

圖10 筑波快線的規(guī)律化列車運行圖Figure 10 Regular train diagram of the Tsukuba Express

2.3.2 乘客引導信息設計

快慢車行車組織模式是否成功，很大程度取決于乘客的理解程度。成功的快慢車模式必須依托清晰明了的信息設計。筑波快線對車站的彩色電子牌、車內的液晶顯示屏、站臺乘客信息系統(passenger information system，PIS)顯示器、站臺地標等導視的設計都非常清晰易懂[10]。以秋葉原站為例，其車站導引示意如圖11所示。

3 筑波快線快慢車開行經驗對我國的啟示

近幾年，我國市域(郊)鐵路發(fā)展迅速，根據中國城市軌道交通協會發(fā)布的信息[11]，截至2022 年12 月31 日，中國內地已開通運營的市域快軌線路長度達到1 223.46 km；十四五期間新增城際鐵路和市域(郊)鐵路運營里程3 000 km，基本建成京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)軌道交通網[12]。龐大的運營網絡，需要成熟先進的運營經驗。以筑波快線為代表的快慢車開行經驗對我國市域(郊)鐵路的發(fā)展有如下啟示。

3.1 快慢車開行原則

從國內外經驗來看，對于具有兩方面需求的線路，均適宜開行快慢車。一是對乘客而言，提高線路服務標準，特別是為機場等高層次乘客、市域線的遠距離乘客，提供差異化高標準多層次的運營服務，讓乘客能夠快速地到達目的地；二是對城市而言，快車能夠壓縮城市空間尺度，以時間換取空間，實現軌道交通對城市發(fā)展的引導作用，實現市域、都市圈的同城化發(fā)展。

3.2 快車服務對象

快車主要服務于對時間和服務敏感性強的客流，比如遠距離通勤客流或者機場等商務客流，如果僅服務短距離客流，一般不采用快車。另外，如果線路存在多個集散量大的站點，而且大的站點之間客流交換量大，適宜開行直達車。

3.3 快車開行時段

根據線路的運輸能力，全日各時段均可組織快慢車運營。對于以通勤客流為主的線路，快車一般不在高峰時段開行，高峰時段應優(yōu)先保證運力，但如果高峰時段線路運輸能力較為富余，也可在高峰時段開行快車，提供全天候的快車服務。

3.4 快車開行種類和對數

快車開行種類主要是根據服務客流的性質以及客流特征所決定的。筑波快線開行了3 種快車，即快速列車、區(qū)間快速及通勤快速，快速列車主要是為筑波與東京之間的客流提供最快速運營服務開行的，區(qū)間快速主要是全天候提供沿線大客流點之間的快速服務，通勤快速僅在通勤的早晚高峰開行，為沿線大客流點的通勤客流服務的。

針對快車開行對數，筑波快線每隔30 min 一班，快車開行對數一般都相對較少，主要是避免慢車待避時間過長，影響全線的運輸能力，同時快車提供時刻表運營服務。

3.5 避讓站布置原則

避讓站，主要是用于采用快慢車運營模式時，慢車用來避讓快車，設置了避讓線的車站。避讓站的設置位置及數量主要和快車、慢車的開行對數，旅行速度，交路距離及站點客流分布情況等有關，一般可以結合站點客流(預測客流)及運營方案，通過鋪畫列車運行圖確定位置和數量確定。根據國內外已實施線路的情況，全線避讓站與全部車站的數量比例大多低于30%。

避讓站型式多樣，一般結合具體工程條件而定，原則是實現功能和造價的平衡。針對避讓站的道岔選型，避讓站都需要慢車載客過岔進站，因此，為提高進出站速度及乘客過岔時的舒適度，在工程條件允許的情況下，適宜采用大號道岔。比如日本市郊鐵路多數避讓站都采用12 號道岔。

3.6 復雜行車組織方案的運行圖編制

筑波快線共開行了5 種類型快慢車，分別是快速列車、區(qū)間快速列車、通勤快速列車、普通站站停列車、普通需要避讓快車的站站停列車，如果再加上大小交路列車、直流列車(TX-1000)、雙流列車(TX-2000、TX-3000)，列車種類多達8 種。多種類型快慢車的列車運行圖較為復雜，與國內常見的單一交路或大小交路相比，列車的運行組織難度較高。以筑波快線為代表的日本私鐵之所以能夠開行如此復雜的運行方案，主要是在運行圖編制過程中，各個運營公司及相關部門(駕駛、車輛、維修等)通過運行圖修改協調會議等形式，共同協商和解決編制過程中存在的問題以及應急措施。因此運行圖實施時，各運營管理部門對運行圖均已經較為熟悉，實施起來較為容易，遇到緊急情況，按照預案解決即可。

復雜的運行圖導致日本私鐵編制或調整運行圖的周期較長，即使對既有線運行圖進行部分優(yōu)化調整，也需要6～8 個月的時間，新線編制運行圖需要2～3 年時間。編制流程如圖12 所示。

圖12 日本私鐵運行圖編制流程Figure 12 Flow chart of train diagram preparation

4 結語

筑波快線采用了復雜的快慢車運營組織模式，通過精細化的行車組織，實現了一條線路上同時行駛多種類型快車和慢車，滿足了市郊客流的差異化出行需求，在開通運營5 年后，便實現了單年度盈利，并帶動了沿線的社會經濟發(fā)展，取得了顯著的經濟效益和社會效益。在我國大力發(fā)展市域(郊)軌道交通的背景下，其根據客流特征精準配置行車組織策略的運營手段，結合運營功能設置復合功能配線的規(guī)劃理念，重視乘客體驗的服務意識，非常值得我們深入學習和參考。