地鐵運營中斷時所需接駁車數量快速計算方法研究

宋吉鵬

（青島地鐵集團有限公司運營分公司，山東青島 266100）

隨著城市的建設發(fā)展，地鐵將逐步成為公共交通最重要的主體之一。地鐵是城市運轉的大動脈，為城市市民上下班通勤及日常出行提供了極大便利。從整體運行情況來看，地鐵運營的基本特點是安全、準時、高效，但有時因設備故障、外部因素等造成部分區(qū)段行車中斷。地鐵行車中斷后，通常需按照地鐵運營公司制定的《公交接駁專項應急預案》[1]要求，在中斷區(qū)段組織開展公交接駁。地鐵啟動公交接駁時，需明確公交接駁的區(qū)段及方向、接駁時間、接駁車數量等相關參數。其中，公交接駁的區(qū)段和時間可根據實時的行車調整情況即刻明確，而公交接駁車的數量則會因不同的時間段、不同的接駁區(qū)段產生較大差異[2-5]。本文就公交接駁時所需公交車數量的快速計算方法展開分析。

1 接駁車數量計算方法理論分析

1.1 理論分析及說明

公交接駁時所需公交車數量，主要與實時斷面客流量、接駁區(qū)段的距離、接駁區(qū)段內區(qū)間數量以及接駁公交車的載客量及運行速度相關[2-10]。假定以接駁區(qū)段某一端點為基準點，計算所需接駁公交車數量的理論方法為：每趟地鐵列車所需的接駁公交車數量，乘以接駁公交車從基準點出發(fā)至返回基準點的時間內按行車組織秩序到達基準點的地鐵列車趟數。每趟地鐵列車所需的接駁公交車數量與斷面客流量、行車間隔及接駁公交車額定載客量相關，其中斷面客流量可采用歷史斷面客流量計算。歷史斷面客流量是綜合了進站量、出站量和換乘量等相關數據的凈接駁客流量，應取接駁區(qū)段內出現的最大區(qū)間斷面客流量。接駁公交車從基準點出發(fā)至返回基準點的時間則與接駁區(qū)段距離、接駁公交車運行速度及接駁公交車停站時間等相關。在計算時間內到達基準點的地鐵列車趟數與地鐵行車組織秩序有關，主要由行車間隔決定。按上述理論分析，在公交車數量充足的情況下，公交接駁時所需公交車數量可按如下公式計算：

式（1）中，nb為接駁公交車數量，輛；Ndm為區(qū)間斷面客流量（小時斷面客流量），人次/h；Nb為公交車載客量（按80人計算），人；txj為地鐵行車間隔，s；l為公交接駁區(qū)段的距離，m；vb為公交車的行駛速度，m/s；Nqj為公交接駁區(qū)段的區(qū)間個數，個；ttz為公交車停站時間，s。

由式（1）可知，接駁公交車數量與斷面客流量、接駁區(qū)段距離及接駁區(qū)段區(qū)間數等呈正相關，與接駁公交車行駛速度及載客量呈負相關。此外，當日的地面交通擁堵情況將直接影響公交車行駛速度，從而影響公交車數量的計算。因此，公交接駁區(qū)段的車站需多關注地面交通情況，及時向地鐵運營控制中心（OCC）反饋相關情況。

1.2 簡易計算公式分析及說明

當接駁區(qū)段為單一區(qū)間時，每輛接駁公交車運行需經歷接駁起點停站載客、運行至接駁終點、接駁終點停站載客、返航運行至接駁起點4個階段，即2個運行時段、2個停站載客時段；當接駁區(qū)段為2個區(qū)間時，每輛接駁公交車運行需經歷接駁起點停站載客、運行至下一站、下一站停站載客、運行至接駁終點、接駁終點停站載客、返航運行至上一站、上一站停站載客、返航運行至接駁起點8個階段，即4個運行時段、4個停站載客時段；依次類推，當接駁區(qū)段為n個區(qū)間時，每輛接駁公交車運行需經歷2n個運行時段和2n個停站載客時段。

假設接駁公交車的運行平均速度為20～30 km/h，則單個常規(guī)區(qū)間（區(qū)間距離按1 km計算）的運行時間約2～3 min；考慮到地鐵客流組織安排等因素，公交接駁時每個站點停站載客時間可取為1 min。綜合以上假設條件，每輛接駁公交車往返單個區(qū)間約需6～8 min，約為2個地鐵行車間隔（有2列地鐵列車到達接駁起點）；當往返n個區(qū)間時，約有2n列地鐵列車到達接駁起點。

因此，當滿足以下條件時，可采用接駁公交車數量簡易計算公式：①公交接駁區(qū)段各區(qū)間為常規(guī)區(qū)間，而非長大區(qū)間；②公路交通狀況良好，非早晚高峰時段；③地鐵接駁區(qū)段運營組織有序開展。接駁公交車數量簡易計算公式如下：

式（2）中，α為調整系數，通常取值為1，當市區(qū)線路在早晚高峰時段，接駁公交車行駛速度較慢（實際調研值約為5～15 km/h），α取值可根據實際情況進行調整，接駁公交車行駛速度越慢，α取值應越大，一般為2～4。

2 接駁車數量計算方法實踐應用

本文選取青島地鐵2號線作為主要研究對象，對啟動公交接駁時接駁公交車數量計算方法進行實踐應用。

2.1 斷面客流分析

選取2號線工作日斷面客流進行分析，工作日2號線上、下行斷面客流數據如圖1、圖2所示。由圖可知，2號線上、下行工作日斷面客流變化情況基本一致，呈現“早晚高峰”和“平峰”趨勢。07 : 00—09 : 00和17 : 00—19 : 00斷面客流量整體偏高，09 : 00—17 : 00斷面客流量基本持平，其余時段斷面客流量呈漸變趨勢。

圖1 工作日2號線上行斷面客流量折線圖

經過比較分析，按斷面客流量及變化趨勢可將2 號線上行線路大體分為6個區(qū)間：①泰山路至臺東（區(qū)間 1），該區(qū)間早、晚高峰和平峰時段的斷面客流量分別為1 500～3 500人次/h、600～1 200人次/h、500 人次/h左右；②臺東至五四廣場（區(qū)間2），該區(qū)間早、晚高峰和平峰時段的斷面客流量分別為3 000～7 500人次/h、1 500～3 000人次/h、1 100人次/h左右；③ 五四廣場至燕兒島路（區(qū)間3），該區(qū)間早、晚高峰和平峰時段的斷面客流量分別為4 000～11 000人次/h、3 500～4 500人次/h、1 500人次/h左右；④燕兒島路至苗嶺路（區(qū)間4），該區(qū)間早、晚高峰和平峰時段的斷面客流量分別為2 500～6 000人次/h、4 000～5 000人次/h、1 300人次/h左右；⑤苗嶺路至李村（區(qū)間5），該區(qū)間早、晚高峰和平峰時段的斷面客流量分別為800～2 500人次/h、3 500～7 000人次/h、800人次/h左右；⑥李村至李村公園（區(qū)間6），該區(qū)間晚高峰時段的斷面客流量為1 500～3 000人次/h，其余時段的斷面客流約為300人次/h。由圖2可知，2號線下行工作日斷面客流變化情況與上行基本一致，因此也可將2號線下行線路大體分為6個區(qū)間，與上行線路劃分一致。

圖2 工作日2號線下行斷面客流量折線圖

2.2 接駁公交車數量計算

根據公式（2）及2號線斷面客流分析情況，對2 號線各區(qū)間各時段的接駁公交車數量進行計算，計算結果如表1、表2所示。運用表中相關數據時，應按如下原則進行：①若某區(qū)間上下行均啟動公交接駁時，需對上下行接駁公交車輛數進行比較，選取較大值進行計算；②當接駁區(qū)段內有多個區(qū)間時，需選取本區(qū)段內的最大值，再乘以區(qū)間數，即可作為此接駁區(qū)段所需的接駁公交車數量。

表1 2號線上行各區(qū)間各時段接駁公交車輛數列表 輛

表2 2號線下行各區(qū)間各時段接駁公交車輛數列表 輛

將2號線斷面客流分析方法及接駁公交車數量計算方法實際應用于青島地鐵“7 · 23”事件中，通過實際應用驗證了本文所述方法的計算結果與實際接駁能力需求基本相符，且準確性較高。

3 結論

本文對地鐵運營中斷時所需接駁公交車數量的計算方法進行了理論分析，并對計算公式進行理論推導。根據青島地鐵相關線路工作日的斷面客流情況，對相關線路區(qū)間各時段接駁公交數量進行計算及列舉。將計算結果與相關實際事件中接駁公交車數量做對比，表明理論計算與實際應用基本相符。因此，本文所述方法及計算公式對實際應用具有一定的指導意義。在實際應用中，相關計算結果可以作為啟動公交接駁時提報所需接駁公交車數量的依據，有利于提高提報需求車數量的準確性，進而提高公交接駁時的響應速率并提高經濟性。