江志彬 朱冰沁 周 明

(1.同济大学交通运输工程学院道路与交通工程教育部重点实验室，201804,上海; 2.上海申通地铁集团有限公司运营管理中心,200070,上海∥第一作者,副教授)

城市轨道交通网络限流方案的制定与评估及其应用*

江志彬1朱冰沁1周 明2

(1.同济大学交通运输工程学院道路与交通工程教育部重点实验室，201804,上海; 2.上海申通地铁集团有限公司运营管理中心,200070,上海∥第一作者,副教授)

限流是应对高峰时段的超负荷运行以及突发事件大客流冲击时的一种有效的客运组织方案。从限流的定义及作用分析出发,提出了限流方案的制定原则、实施条件、实施方法和评价指标,并对上海轨道交通网络的限流方案与实践效果进行了总结与评价。目前限流方案的制定主要依靠运营管理人员经验,其全局性和动态性等方面的考虑明显不足。

城市轨道交通; 限流; 大客流组织; 运行调整

目前,我国部分城市的轨道交通已进入网络化运营阶段。迅猛增长的客流和有限的运输能力之间的矛盾日益突出。一方面,部分线路高峰时段的车厢拥挤和候车滞留等现象日趋严重;另一方面,由于设施设备功能失效和受不可预计的外部因素(突发事件、天气等)影响，列车会发生长时间、大面积延误,进而造成部分车站的客流积压,给网络运营安全带来了严峻挑战。

限流是“大客流”组织的重要措施,其原本只是突发条件下的应急管理措施。由于客流量急增,目前，上海、北京等城市已经将限流纳入常态化管理。

常态限流是一种无奈的举措,不失为线路能力紧张条件下保障安全与运营有序的有效措施之一,但对部分乘客出行带来的不利影响也是不言而喻的,因此常受到乘客的质疑和媒体的关注。至2015年12 月,北京有12条线69座车站、上海有13条线50座车站、广州有6条线36座车站均曾在工作日高峰时间段采用了不同程度的限流措施。从常态限流措施的执行效果来看,限流措施确实从一定程度上缓解了车站及线路的压力,取得积极效果。但从方案制定来看,却缺少理论体系支撑与操作灵活性。由于列车运行和乘客出行过程具有复杂性、时变性及随机性等特征，且其优化方法也具有局限性,而既有的限流方案多依靠管理经验来制定,故在全局性和动态性等方面的考虑明显不足[1]。

目前,我国在城市轨道限流方面的研究仍处于刚刚起步的阶段,对于限流的理论与方法体系尚待构建,对于限流的应用效果也需要归纳总结。本文从限流的定义及作用分析出发,提出了限流方案的制定原则、实施条件、实施方法和评价指标,并且对上海轨道交通网络的限流实践以及实施效果进行了分析评价。

1 限流的定义与作用

1.1 限流的定义

对于限流目前还没有统一的定义。文献[2]明确提出:“当发生突发客流影响行车安全或乘客人身安全时,运营单位应及时采取控制措施,保障乘客安全和运营秩序”。文献[3]提出“限流是根据客运组织安全需要而采取的限制乘客进站速度的安全措施”。文献[4]提出“限流为工程管理术语,对应科学用语为客流控制”。根据文献[5-6]，限流是目前城市轨道交通运营方常用的一种应对策略；既能保障乘客安全,又可以合理有效地均衡各座车站单位时间进站客流和列车能力利用率;能最大限度地发挥设施设备的潜能,确保线路的畅通和高效运营；其体现的是“用时间换安全”和“牺牲局部保全局”的思想。

根据限流的实施条件及特点,本文将限流划分为常态限流及临时限流两类。常态限流是指在一定时期或某些特定日期的特定地点和特定时段都采取的限流措施,其实施条件为工作日早晚高峰时段的能力紧张区段、或发生了可预知的大客流事件(如节假日期间、大型体育赛事[7]、大型展览会、大型文艺活动等)。临时限流是在运营延误或突发事件条件下,当线路运营网络发生客流拥挤并有安全风险时,在某些地点与时段采取的限流措施。

1.2 限流的作用

限流的作用主要体现在保障乘客安全,均衡能力利用与提高运营可靠性等方面。

(1) 保障乘客安全。限流可以保障乘客安全有效避免因大客流可能产生的拥挤踩踏及乘客被挤下站台安全隐患。采用关闭出入口,关闭闸机和设置导流栏杆等限流措施后,站台的候车乘客可以有序上车,从而避免乘客无序拥挤。这样既能提高运输效率,又能保证运营安全。图1为采取限流措施前后的站台人数变化情况。可见,控制单位时间的进站人数,可延缓超过车站安全警戒数量的乘客进站,进而达到“削峰填谷”的效果,从而保障站台安全。

图1 限流前后站台人数变化示意图

(2) 均衡能力利用与提高运营可靠性。限流可合理、有效地均衡各座车站单位时间进站客流量，并能均衡列车能力利用率，可最大限度地发挥设施设备的潜能，防止因列车满载率过高而导致前方车站乘客无法上车，继而造成客流积压，可有效避免因乘客“吊车门”而导致列车停站时间延长，从而确保全线的安全与通畅运营。图2为大客流车站限流前后的各车站客流情况示意图。由图2可见，在限流之前,B车站客流已使列车满载,故C、D、E站客流积压;限流之后,C、D、E站无客流积压。这种限流方案会造成特定区间(B—E区段)的运能浪费，是一种“牺牲局部保全局”的思路。

图2 限流在均衡能力利用及提高运营可靠性方面的作用示意

2 限流方案的制定与评估方法

2.1 限流方案的制定原则与要求

限流方案应能保证合理的站台承载能力和均衡列车输送能力，在保障运营安全有序的前提下，最大程度地减少对乘客的影响。由于常态限流与临时限流的目的与要求不同，限流方案在实施要求与实施条件都有区别。表1为常态限流与临时限流的实施要求与实施条件。

表1 常态限流与临时限流的实施条件

2.2 限流时间

限流时间包含限流启动时刻及限流持续时间2部分。在常态运营条件下，限流启动时刻取决于客流的时间分布规律及运输能力短缺时段。由于工作日早晚高峰以通勤客流为主，因此常态限流通常选取早高峰及晚高峰的开始时刻作为限流启动时刻。限流持续时间主要取决于高峰客流的持续时间，与站台的能力和列车满载率等因素有关。从提高限流的效率以及方便乘客出行的目的出发，常态限流的启动时刻及持续时间应相对固定，且持续时间不应过短或过长，一般应大于30 min，且不超过90 min)[1]。在非正常运营条件下，限流启动时刻及限流持续时间主要取决于突发事件的性质及实际客流变化等因素，应基于应急处置预案,并根据现场实际情况实时调整。

2.3 限流地点

限流地点的选取包含限流车站的选取及车站内限流位置的选取2部分。

在常态运营条件下，限流车站的选取主要以车站的进出站客流量为依据。一般选择进站量大且出站量少的车站作为主要的限流车站[1]。限流车站的选取还会受到限流时间段内客流方向的影响。在早高峰时段限流，客流方向以郊区向市区方向为主，因此限流车站多分布在城市外圈；在晚高峰时段限流，客流方向刚好相反，因此限流车站多分布在城市内圈。车站内限流位置则主要集中在手扶梯、进站闸机、售票机、换乘通道及车站的出入口等处。根据限流等级，具体限流措施应按“站台层→站厅层→换乘通道→出入口”的顺序来实施。

在非正常运营条件下，限流车站应以客流积压严重或瞬时大客流无法快速疏散的车站为主；站内限流位置可根据突发事件的影响程度，按由内而外的原则逐级实施，遵循“先站内、后站外”，“先进站客流、后换乘客流”[8]的原则。

2.4 限流措施

限流措施与限流级别和限流强度有关。根据客流规模与运输能力的不匹配程度,限流级别可划分为车站级限流、单线级限流与路网级限流3种[8]。其中，车站级限流可根据客流强度定义不同的客流等级，其限流措施实施应根据车站客流拥挤程度和突发事件等级“由低级向高级”逐级执行。限流强度即单位时间内限制进站的人数，是根据路网、线路、车站、列车等各个设施的特征和布局情况，以各设施的最大负荷能力范围为基础来确定的。

限流措施分客流控制与站车协同两种。客流控制是指减缓乘客进站速度和限制单位时间乘客的进站量，具体包括设置栅栏、放慢安检速度、减缓人工售票、减少闸机开放数量、关闭自动扶梯、关闭自动售票机及车站进出口等[9]。站车协同措施则是将客流控制与多种列车运行调整措施组合运用来缓解客流集聚在站内的问题。常用的列车调整措施有加车、扣车、跳停、变更交路及备车投用等[10-13]。

2.5 限流方案的编制流程

限流方案的编制应以客流特征为依据，包括资料收集、初步方案制定、方案评估、方案实施与调整等4个过程。具体的限流方案编制流程见图3。其中，定期对限流方案进行评估与调整尤为重要。

2.6 限流实施效果的评价

对限流方案实施效果进行评价是一个涉及乘客、列车和策略等多因素相结合的组合优化问题，同时也是一个多目标决策问题。在进行评价时必须综合考虑限流方案的大规模、多因素、多约束、多目标和动态性等特点，可以从定量与定性两个层面对限流方案实施效果进行综合评价。具体评价指标如图4所示。

图3 常态限流方案的制定流程

图4 限流方案评价指标

3 上海轨道交通网络的限流实践

3.1 基本情况

至2016年1月，上海已建成14条线路,形成了617 km线路及366座车站的运营网络。随着上海轨道交通网络化运营的不断发展，客流增长速度非常快。至2015年12月20日，上海城市轨道交通的单日最高客运量达到1 028万人次，多条线路的列车满载率在早高峰时段超过了100%，部分断面客流饱和度高达130%。为了应对急增的网络客流量，上海已将限流纳入常态化管理，共有13条线路、50座车站在工作日高峰时间段采用了不同程度的限流措施。

3.2 限流方案

目前,上海城市轨道交通的常态限流主要针对工作日早晚高峰时段的通勤客流。由于可预知大客流事件的瞬时大客流存在不稳定性，故尚未被纳入常态限流管理中。常态限流时间以工作日的早晚高峰为主，持续时间为1.0～1.5 h不等。采用常态限流的车站主要集中在城市外围区域，市中心的限流站点大多为换乘车站。限流措施以客流控制为主，也有部分车站采用站车协同的限流措施。具体方案如表2所示。

表2 上海轨道交通网络的常态限流方案

表3 上海轨道交通突发大客流应急预案

针对运营延误或突发事件导致的临时限流，目前上海轨道交通运营方已建立了突发大客流的应急预案。预案结合各车站运能，依据突发事件可能造成的危害程度、波及范围、影响大小、行车中断时间、人员伤亡及财产损失等情况，将事件划分为一级、二级及三级3个等级，并按事件等级根据《上海轨道交通大客流处置工作预案》及各车站应急预案实施相应限流策略(如表3所示)。

3.3 实施效果评价

基于限流方案评价指标，从安全与效率两方面对目前上海轨道交通限流的实际效果进行评价。鉴于目前上海轨道交通在实际运营定量评估数据仍不充足，因此,此次评价主要从定性的角度进行分析。上海地铁的限流评价结果如表4所示。

由表4可见，上海轨道交通采取的限流措施在保障乘客安全及提高运营效率方面确有积极作用，但同时也存在一些问题，需在后期建立相应对策加以完善。表5为目前上海轨道交通在限流实施过程中存在的问题及拟建立的相应对策。

表4 上海轨道交通限流效果评价

表5 上海轨道交通限流实践存在的问题及改进对策

4 结语

限流作为应对城市轨道交通“大客流”的一种常用手段”对于保障乘客安全和均衡能力利用、提高运营可靠性起到了重要作用，但其对部分乘客出行带来的不利影响也是显而易见的。本文从限流的定义及作用分析出发，提出了限流方案的制定原则、实施条件、实施细则和评价指标，并结合上海轨道交通限流实践经验，总结了目前上海轨道交通限流方案的实施效果及存在问题，并提出了相应的改进建议。成果对于补充与完善城市轨道交通的限流理论与方法具有积极意义。

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Passenger Holding Plan in Rail Transit Network and Its Application

JIANG Zhibin, ZHU Bingqin, ZHOU Ming

Passenger holding is an effective way to deal with the overload operation at peak hours and large passenger flow in emergencies. By analyzing the definition and effect of passenger holding, the principle, application conditions,methods and evaluation indicators are proposed to summarize and evaluate the implementation of passenger holding plan in Shanghai rail transit network. Since the making of passenger holding plan is mainly based on the experiences of the operation managers, the overall and dynamic considerations are still in need in the plan.

urban rail transit; passenger holding; large passenger flow organization; train operation adjustment

College of Transportation Engineering,Tongji University,201804,Shanghai,China

*国家自然科学基金项目(61473210)；中央高校基本业务经费项目(1600219246)

U 293.6

10.16037/j.1007-869x.2017.03.002

2016-01-06)