重庆市轨道交通（集团）有限公司 重庆 401120
摘要：从城市规划的不稳定性和提高乘客舒适度的角度出发，结合国内外案例，分析提高轨道交通线路运输能力的重要性和必要性。并针对重庆山地城市的特点，论证了重庆轨道集团提出的扩能措施（预留高峰区段达到40对/h的实施条件，列车编组按照As车型6辆编组设计，预留将来拓展到8辆编组的实施条件）的必要性和可行性。
运输能力是城市轨道交通系统最重要的参数,一切运输组织都要以运输能力作为出发点。因此，在设计线路时采用多大的运输能力是一个十分关键的问题。
一、运输能力的预留应充分考虑城市规划的不确定性
一般来说，轨道交通系统的运输能力是通过预测的远期客流量来确定的，但是由于城市规划的不稳定性，预测的客流量很难与城市规划发展相吻合。轨道客流会随着城市建设的发展、人口的增加和社会经济基础的扩大而增加。引起预测客流量增长的原因有以下几点：
（1）城市面积的扩大和人口数量的增加，快速轨道交通线不断向郊区延伸，扩大了它的服务范围和吸引乘客数量。
（2）城市化进程的加快和商品经济的发展，大批城镇流动人口涌进城市经商和务工，使公共交通客运量增加。
（3）随着汽车时代的到来，造成城市道路堵塞，迫使乘小汽车的人在郊区换乘快速轨道交通进城上班（发达国家的情况就是如此）。
由于预测的客流量过小，很多城市都出现了过度拥挤的现象。例如东京地铁在建成70年之际,高峰小时列车满载率达到200%,甚至雇人推乘客上车；墨西哥地铁刚建成30年,便以拥挤闻名于世；目前香港地铁也十分拥挤。为适应逐渐增长的客流，这些国家仍在不断扩建城市轨道交通网络。东京地铁修建了运能更大的快车线,巴黎地铁也修建了4条快车线,莫斯科地铁也制定了修建了快车线的计划[1]。这从侧面证明了地铁客运量在不断增加的客观事实，乘客对轨道交通时间效益的要求也越来越高。
二、加大列车运输能力是“提高轨道交通服务水平”的必然要求
我国的《地铁设计规范》（GB50157-2003）规定的列车定员人数，是按车内每平米站立6个人计算，这个标准是在我国地铁建设初期制定的,当时主要的矛盾是解决群众乘车难的问题，舒适度尚未涉及。十几年过去了，人民生活水平大幅度提高，从改革开放初期的解决“温饱问题”到现在的“迈向小康”（将来还要达到“发达国家水平”），不同的生活水平对应着不同的交通服务标准，逐渐富裕起来的人们对“衣食住行”将会提出更高的要求，提高“乘车舒适度”的呼声也会越来越高。故2013年颁布实施的《地铁设计规范》（GB50157-2013）在修编说明中提到：“对于车厢内除座位及其前缘250mm以外有效空余地板面积上站立乘客的标准，上一版规范规定为6人/m2，本次修编结合国内各城市实际情况，对此标准的要求有所放宽。设计可采用5人/m2至6人/m2的标准，具体采用标准应结合城市经济水平、线路客运规模、客流风险及舒适度要求等因素综合权衡后确定。”北京2013年发布的《城市轨道交通工程设计规范》地方标准就已经规定：城市轨道车厢内有效空余地板面站立乘客标准宜按4.5-5人/平方米(定员)设计，车辆结构强度应满足9人/平方米(超员)站立标准。
作为全球首屈一指的高效地铁系统——香港地铁（以其安全、可靠、卓越的为顾客服务及良好的效益著称），目前也提出了改善列车舒适度的问题，并已提升到立法层面予以决策。据香港文汇报2014年2月8日报道：“香港运输及房屋局在提交立法会的文件中提出，以往地铁标准为每平方米平均站立6人作计算香港地铁列车的最大载客量，但随着近年乘客乘车习惯的转变，越来越多乘客亦会在车上阅读报章或使用平板电脑、智能电话等，增加了个人空间的占用，令列车可载客量减少，现在最繁忙的路段高峰时段行驶的列车上的乘客站立密度只有每平方米4人。为改善当前状况，香港地铁2018年通车的四条新地铁线，列车车厢数目将增至8节，车内乘客密度，将以每平方米站立4人为服务基准。”[2]
再看国外的发达国家，欧洲地铁车辆定员标准为每平米站立4个人，莫斯科地铁为4.5个人。国外地铁的功能之一是通过提高乘车舒适度，吸引乘客放弃小汽车乘坐地铁，以缓解城市地面交通拥堵的矛盾。[3]与国内某些大城市在高峰时段地铁列车内每平米站立人数达到9人甚至更多的情况相比，国外的轨道交通服务水平在这方面已经走在了前列，也为我们提供了参考。加大列车运输能力，改善乘车舒适度是提高轨道交通服务水平的必然发展方向。
三、提高线路运输能力的措施
加大列车编组或增加行车密度都是提高线路运输能力的两种措施，但两者发挥的作用和效果有所差异：加大列车编组不仅加大了列车的运能，还加大了车站集散客流的能力，既可以应对因城市规划发展带来的客流量增加的风险，也为提高舒适度，降低客流密度奠定了基础，是全系统运能的提升。而加大行车密度只是列车运能的增加或乘车舒适度的改善，车站的客流集散能力并未增大，客流密度并未降低。因此，两种措施必须分清主次、相辅相成，具体分析如下：
（一）加大列车编组的必要性和重要作用
地下铁道的隧道结构一旦建成，改建十分困难。地下资源不可再生，而我国地铁发展较快，为防止反复扩建改建，节约资源和成本，在设计初期就要预留余量，并充分考虑远期的规划发展，为远期扩大车辆编组预留空间。
例如：东京地铁早期修建的丸之内线，车站按4辆编组的列车长度设计，由于客流量的增加被迫从60年代开始对车站进行改造，将站台加长到6辆车长。这一改造工程是在列车不停运的情况下进行的，只能在夜间停运的3～4个小时内施工；因技术复杂和施工场地狭小，改造工程用了15年时间才完成。[4]
1984年建成的天津地铁1号线一期工程，线路长7.3km，设8座车站，站台按3辆编组长60m设计。后来天津地铁1号线线路要向两端延伸，全线按6辆车编组站台长120m设计，需对已运营的8座车站进行加长改造。所幸该8座车站均为明挖车站，故改造的方法是，全线停运，将车站一端或两端的区间结构爆破拆除改造为车站（个别改为换乘站的车站须整体拆除重建）。为此，天津地铁于2001年10月9日正式停运，2002年11月25日开工改造，工程历时4年，于2006年6月12日才恢复运营。[5]
因此，预留扩大列车编组的实施条件是十分重要且必要的。
（二）行车密度的增加可作为远景储备
单纯依靠增加行车密度来提高列车运能的方法是有一定风险的，因为它受到折返能力和列车停站时间的制约。当高峰时段上下车客流量很大时，列车停站时间会有所延迟。40对/h的行车密度难以保证，故列车编组与行车密度都应该预留一定的拓展条件。试想，如果按较小的列车编组把车站站台建好以后，每小时40对的行车密度又达不到，该系统对客流增长（或提高舒适度）的适应能力完全丧失。退一步讲，即使达到40对，但站台长度短小，站台上的拥挤度增大，安全风险增大，服务水平也无法提高。
因此，综合考虑各方面因素，加大列车编组是必须的也是十分重要的，而每小时40对的行车密度措施可以作为远景改善乘车舒适度和增加运输能力的储备。
四、重庆轨道集团预留扩能措施的必要性和可行性
重庆轨道集团充分认识到了在“预留列车编组及行车密度”方面扩能措施的重要性，并决定新建线路的系统运能应满足以下条件：列车编组按照As车6辆编组设计，预留将来拓展到8辆编组的实施条件；行车密度按30对/h设计，预留将来高峰区段达到40对/h的实施条件。重庆轨道集团提出这一决策是根据重庆的地质、地形特点决定的，这一决策是十分必要且可行的。
（一）必要性
1、国务院2007年批准的《重庆市城乡总体规划（2007～2020年）》，主城区面积5473km2，规划人口980万，城市建设用地865km2；国务院2011年批准的《重庆市城乡总体规划（2007～2020年）（2011年修编）》，主城区面积5473km2未变，但城市建设用地由865km2扩大为1188km2，增加了37%，规划人口由980万扩大为1240万，增加了27%。重庆的城市总体规划四年内有如此大的变化，交通方面的变化之大可想而知。
因此，考虑到重庆城市规划发展的不稳定性，轨道线路的设计时仅以客流预测值为运能设计的唯一标准是不可靠的，规划区人口规模的增加会引起轨道交通客运量的较大变动（如轨道交通三号线才开通运营三年，目前高峰断面的客流量已接近远期的客流预测值），故进行扩大编组的预留是针对未来客流增长带来的风险的重要措施，是必要的。
2、重庆属岩石地层，建成后基本无改造的可能；而且重庆目前仅建成四条骨干线路，其中两条又为跨座式单轨（以高架站为主），目前正在实施的第二轮建设项目均为贯通主城区的关键线路，建成后重庆将形成400km规模的“基本线网”，核心城区受高层建筑密集的控制，已无增建分流线的可能。故将系统运能的预留贯彻落实到第二轮建设项目的设计中是最后的时机。一旦错过，不仅今后改造实施的可能性小，整个线网都处于低服务水平、高运营风险的状态中。
（二）重庆轨道集团的多项决策已经为运能预留创造了条件
1、重庆新建线路将统一采用山地A型车
为了适应重庆山地城市地形起伏变化大、跨江大桥多、平曲线半径较小、纵坡较大、夏季气温高、秋冬季湿度大等特点，重庆轨道交通第二轮建设项目将采用适合山地城市环境的轨道交通车辆——山地A型车（As车）。As车正线采用250m的最小曲线半径、50‰的最大纵坡等主要技术参数可适用于重庆主城区沟深坡陡的地形和高温高湿的气候条件，能减少地下车站埋深，节省建设费用、降低成本、方便乘客等。根据As车的技术参数，对不同编组的As车运能及舒适度进行对比得到下表：
重庆轨道交通山地As型车运能对比表 表1
备注：表中括号内数值是不同编组和不同站立标准条件下与6辆编组，5人/m2的站立标准下车厢容纳人数的比值,比值越大舒适度越好。
从表中可以看出：
（1）运能的增加:列车编组由“6辆编组、每小时30对”加大到“8辆编组、每小时40对”时，高峰区段的运能由3.97万人/h提高到7.08万人/h，运能最大可增加79%；
（2）舒适度和运能的同时增加：4人/m2（8辆编组）的列车定员比5人/m2（6辆编组）的定员增加了13%，这说明在提高舒适度的前提下，运能还可增加13%。
2、站厅至地面的高度不超过30米
山地A型车的应用使得重庆轨道交通线路设计时的最大纵坡可以提高至50‰，按照重庆轨道集团提出的“站厅至地面高度不超过30米”的要求进行线路纵坡的调整后，新建线路中明挖车站的数量将大幅增加（如轨道交通10号线一期19个车站中仅6个为暗挖站，仅占30%，若进一步优化可减少为4个，仅占21%）。不仅为扩大站台长度减少了施工难度，控制投资成本，也为预留列车编组的扩编创造了实施条件，故高架站、地面站及明挖地下站可以按照160m有效站台进行设计，暗挖车站按有效站台长度140m进行设计，预留拓展到160m的实施条件。
五、结论
综上所述，轨道交通作为城市公共交通的骨干线路，要让其充分发挥骨干作用（目前国外，东京地铁和巴黎地铁承担着全市公共交通客运量的40%～50%，莫斯科地铁承担着全市公共交通客运量的60%～70%），轨道交通系统预留一定的运能储备和改善舒适度、提高服务水平的措施（列车编组和行车密度各增加1/3）是十分必要和可行的。
参考文献：
[1][3][4]梁广深，地铁设计中几个热点问题的探讨[J].城市轨道交通研究，2002年第2期.
[2]香港城铁地铁高峰时段挤爆，或拆椅腾空间[EB/OL].中国新闻网，2014年2月26日.
[5]天津地铁一号线，百度百科[EB/OL].
论文作者:吕莎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
标签：地铁论文; 重庆论文; 列车论文; 轨道交通论文; 密度论文; 客流论文; 舒适度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;