城市轨道交通客流调度策略研究

摘要：地铁车站在工作日早、晚高峰时段和节假日期间客流需求量大，容易引起站内客流拥堵问题。当客流量超过单位面积正常承载量时，可能导致严重的公共安全问题，甚至引起地铁系统瘫痪、踩踏事件。在大客流发生时，可以单独采用运力调配策略或协同限流策略，当采用单一策略无法满足客流需求时采用组合策略，即在改变运力的基础上采用协同限流策略。文章首先构建运力调配模型和协同限流模型，然后进行案例分析，根据线路信息和客流数据对模型进行求解，并从乘客候车时间、列车走行公里、列车最大满载率等方面进行对比分析，验证模型的有效性。

关键词：轨道交通；客流；调度

引言

城市轨道交通客流具有较强的时空不均衡性和随机波动性，在高峰时段经常会出现车站内大量乘客滞留、运力供给与客流需求不匹配的情况。因此，为保证运营安全性以及乘客服务水平，地铁运营部门常采取站外站内限流措施缓解大客流情况。

1城轨客流分布特征

客流是在一定时间内，线路上乘客流动人数和流动方向的总和。根据流向不同，客流分为进站、出站和换乘客流；根据统计时间不同，客流分为年度、季度、月度、全日、小时等客流；根据产生位置和流向不同，客流分为线路上行和下行的进出站客流和区间断面客流，以及换乘站不同方向的换乘客流。客流在时间和空间上的集散过程具有一定波动分布特征，这些特征是列车运行计划编制和灵活行车调度的基础和关键。

1.1客流时间分布特征

1.1.1全年各月客流波动特征

各月份存在天气、节假日等差异，致使各月份客流量有所差异。据统计，全年内我国各城市的城轨系统上半年客流量一般比下半年低，且最小月度客流一般发生在春节期间。

1.1.2一周各天客流波动特征

一周中，周末客流量比周内低，一般周五客流量最大，约比日均客流量高10％（不同城市有所差异）。此外，全年客流量存在一个近似7天的波动周期，这与现行工作制度紧密相关。

1.1.3全日各时客流波动特征

全日各小时的客流量也存在波动特征，且网络、线路和车站3个层面的全日各小时客流分布波动特征不同。例如，网络进站客流量在工作日呈现早晚高峰双峰客流特性，周末的早晚高峰现象不明显；根据线路性质不同，线路进站客流一般呈现双向双峰、双向全峰、三峰或多峰等特点；受车站功能及周边用地性质影响，车站进、出站客流量通常包括单向峰型、双向峰型、全峰型、突峰型和无峰型5种类型。

1.2客流空间分布特征

1.2.1线路客流方向不均衡性

受客流流向影响，线路上、下行方向的断面客流表现出不均衡性，这种方向不均衡性在早晚高峰时期尤为明显。以某地铁为例，市区线路上、下行客流相对均衡，表现出晚高峰双向型均衡特性，而区域线因通勤客流潮汐现象，上、下行客流差异大，表现出晚高峰单向型不均衡特性。

1.2.2断面客流不均衡性

线路沿线可能经过多个商务办公区、居住区或旅游景点，不同区段吸引客流不同，则线路区间断面客流量差异明显。根据不同线路断面客流量差异特点，这种不均衡特性通常表现为均等型、中间突增型、两端萎缩型和逐渐缩小型4种类型。

1.2.3换乘客流方向不均衡性

同一换乘站内各换乘方向的客流在全日不同时段具有较大差异。以北京地铁为例，一般位于市中心商业繁华区的换乘车站，各换乘方向上的换乘客流量相差较小；处于区域线与市区线的换乘车站，工作日受通勤客流影响，早晚高峰时段各方向换乘客流相差较大。

2城市轨道交通客流调度策略研究

2.1按线路综合调度模式

由于全国轨道交通线路建设采用一线一建设的模式，调度模式也是按线路进行综合调度方式，设置行车调度、供电调度、环境（防灾）调度、设备调度等，每条线路一个独立调度区域，在区域内可完成本线路各系统的运营调度指挥。在出现故障时分工协同来完成处理。全国大部分城市轨道交通都采用此方案。

2.2按专业多线路调度模式

根据运营管理多年的经验，将调度划分为行车调度区、供电调度区、环控（防灾）调度区等不同的功能区域。受建设时调度管理系统集成软件的影响，探索出以下4种按专业多线整合调度模式。

2.2.1采用物理集中的调度模式

由于某市地铁是由建设管理公司按线网规划和建设时序一条一条的建设，每条线的系统都采用不同的软件与设备厂家，运营公司在运营时就会出现多系统多设备厂家很难融合的情况。此方案对各线路的调度指挥系统进行物理整合，只是将各线路的调度指挥系统的终端设置在同一个调度区，调度指挥系统设备也是按物理方式进行物理整合，实现对所管辖的各线路进行运营管理控制，对现有的各系统影响较小，投资较小。

2.2.2采用相同软件集成商调度模式

由于建设线路的年限不同，会出现不同的线路采用相同集成商的调度指挥系统来承建的线路，为了对运营影响最小且投资合理，可按相同集成商来整合建设。对各线路的相同功能进行整合，按相同软件集成商来设置系统，实现对所管辖的各线路进行运营管理控制，对现有的各系统有较大影响，投资较大。此方案最大的风险是由于建设时序不同，有些软件存在不兼容性，可以采用设置软件测试平台，在软件测试平台将不同版本的软件进行兼容性测试及相关的兼容性改造后才能在上线使用，在工程实施过程中不同线路的软件调试工作相当大，不利于线路的运营指挥，工期相当长。

2.2.3采用重新建软件平台调度模式

虽然建设的线路年限不同，采用的集成商不同、采用的软件版本不同，但是每一条线路都是根据运营的管理功能需求建设系统，每一条新线都是在前一条线路的基础上进行优化的方式来建设新的调度指挥系统。本着对运营影响最小，充分利用云技术、大数据技术、自动技术、微服务架构的方式来重新构建软件平台系统，并结合智慧地铁的相关规划进行实施。此方案是某运营公司调度指挥管理系统人机界面已有标准化文件、智慧地铁规划及落地实施文件、云平台建设文件的支撑。此方案对现状运营指挥影响最小，投资适中，但对运营管理模式影响最大，需要重新架构运营管理模式。

2.2.4按多专业融合调度模式

在新技术快速发展的时代，轨道交通新技术不断应用落地实施，调度可不再区分专业，每个调度可以负责多功能的调度管理，同时设置保障调度辅助OCC来调度指挥，在出现故障时、停运后保障调度负责乘客服务、设备维护、车辆调度、对外联络等工作。此方案是调度按职业调度来工作，运营保障组为其做辅助。

结束语

当城市轨道交通发生大客流情况时，只采取客流控制措施可能无法从根本上解决供需失衡的问题，应结合运力调配措施缓解大客流现象。本文分析了城市轨道交通客流调度策略，针对大客流现象可根据线路情况、客流情况计算不同交路策略和加车策略，然后根据评价指标选择较优的运力调配策略。基于选定的运力调配策略制定协同限流策略，能够更快、更好地缓解大客流情况，提高城市轨道交通的服务水平。在发生大客流时，可以同时计算出3种客流调度策略的最优结果，综合各项指标选择最优方案。本文从单线大客流出发，提出了供给侧和需求侧2个方面的客流调度策略，下一步将考虑路网衔接等因素，对路网层面的客流调度策略展开研究。

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