阳恩雪 陈芳
贵阳市城市轨道交通集团有限公司 贵州贵阳 550000
摘要：网络化运营条件下，城市轨道交通换乘站的换乘效率直接影响线网运输效率和乘客服务水平。本文从运营实际出发，提出了几种基于提高乘客换乘效率的列车时刻表协调优化方法。一是通过协调研究时段内上下行列车同时到站、换出线路与衔接线路行车间隔基本一致前提下两者交错到达换乘站；二是采用在等间隔发车的基础上引入一定弹性偏移阈值；三是在时刻表鲁棒性优化过程中采用区间运行冗余与换乘冗余时间相结合。最后对贵阳地铁1、2号线林城西路站综合运用以上方法，对现有时刻表进行协调优化。结果表明，单个乘客在研究时段内的平均候车时间减少了119.9s，换乘效率提高59.5%，线网换乘效率整体提升。
关键词 城市轨道交通；换乘效率；列车时刻表；协调优化
1 引言
随着城市轨道交通网络化进程加快，线网线路和运营里程迅速增多，截至2021年4月，全国（不含港澳台）共有45个城市开通运营城市轨道交通线路237条，运营里程7747公里。城市轨道交通逐渐成为广大乘客的出行选择，且线网内乘客换乘行为十分普遍，换乘系数日益升高，优化换乘站换乘衔接效率，减少乘客换乘候车时间，对于提升城市轨道交通吸引力和乘客满意度而言至关重要。从实际运营角度出发，能有效提升换乘效率的措施主要在于对列车时刻表进行协调优化，使换出线路乘客步行到衔接线路站台层时，衔接列车刚好在站停稳或即将到站。
2 影响换乘效率的制约因素分析
城市轨道交通线网内各条线路列车运行相互制约，影响换乘效率的因素众多。通道换乘、站台换乘、站厅换乘等不同形式使得乘客步行时间不同；站内引导标识会影响换乘识别容易程度；不同年龄、性别的乘客走行速度不同；线网行车间隔直接影响列车衔接效率；列车延误易导致乘客错失计划换乘；车厢满载率偏高易导致部分乘客难以挤上衔接列车；8个换乘方向难以同时兼顾等等。编图人员在编制列车运行图时，考虑较多的往往是单条线路内行车约束条件，如首班车发车时刻、折返时间、列车延误“赶点”能力及最大断面客流量等，疏于对线网整体运输服务水平的兼顾，尤其对换乘站乘客换乘衔接效率。城市轨道交通列车时刻表协调优化主要以换乘等待时间最短或换乘乘客数最大为目标，通过控制列车在换乘站到发时间以解决线网换乘衔接匹配问题。
3 实现乘客换乘匹配的时刻表优化方法
3.1 统筹协调两线行车间隔及到发时间
贵阳地铁1、2号线林城西路站换乘方向见图1，当各个方向列车到站时间不一致时，换乘客流之间互相制约，难以兼顾各个方向换乘需求。为尽量满足多个方向换乘需求，编图人员可对列车运行图参数进行调整，主要措施为通过修改终点站折返时间、区间运行时间及停站使时间等，使得同一条线路上下行两个方向列车同时到站，将8股客流简化为2股客流，再将两条线路列车到站时刻“错位”，实现换乘协同，但该种方式较为理想且不易实现。
.png)
3.3 区间运行冗余与换乘冗余时间相结合
当线网运营秩序受到干扰时，前方列车运行延误通常会传递给后方列车，导致换乘站乘客错失计划换乘列车。因此，编图人员在编制列车运行计划时通常会设置线路区间冗余时间以吸收一定程度的列车延误，提高线网抗干扰能力和弱化列车延误传播能力。若将区间运行冗余时间与换乘冗余时间结合设置，两者在合理范围内时，不仅可以提高列车延误“赶点”能力，同时还能保证换乘可靠性（见图3）。但冗余值设置不当时，可能会影响线网运输效率。
.png)
4 林城西路站列车衔接协调优化实例
4.1主要参数及换乘规律分析
贵阳地铁林城西路站为站台换乘，呈“十”字结构，乘客从1号线下车后，途径楼、扶梯即可换乘至2号线站台，1号线高峰时段平均行车间隔6′18″，2号线高峰时段平均行车间隔6′53″。对林城西路工作日早高峰时段（7:20~9:00）换乘客流走行时间进行调研分析，样本数量为600人。结果表明，林城西路换乘乘客走行时间总体符合正态分布，且85%以上乘客换乘走行时间为55~65s。分析工作日林城西路换乘规律得知，早高峰时段换乘方向主要体现为2号线上下行换乘1号线下行。
4.2 林城西路列车时刻表衔接优化步骤
第一步，结合1、2号线运营以来高峰小时断面客流，在当前行车间隔基础上，对2号线早高峰时段增加2列运用车，则1号线高峰行车间隔t1=6′18″，2号线行车行车间隔t2=6′19″。
第二步，选取7:20~9:00作为研究时段，重点考虑主要换乘方向，通过协调该时段内林城西路衔接线路第一趟列车的发点，进而得到该次列车在起点站的发车时刻。
第三步，初步确定各次列车发车时刻后，满足行车约束前提下，对两条线路部分列车发车点设置弹性偏移阈值(受站前折返影响，本文引入±20s的弹性偏移值)。
4.3 优化前后结果对比
选取贵阳地铁某版本列车时刻表作为研究对象，通过运用上述方法，优化林城西路列车到发时刻见表1、表2。
结合现场调研，设早高峰林城西路平均换乘步行时间为60s，车门开启、关闭时间从动作开始到执行完毕各为5s，司机关闭车门到启动列车平均用时12s。计算结果表明，优化时刻表后，乘客从2号线上下行方向换乘1号线下行方向平均等待时间为81.5s,单个乘客在研究时段内的平均候车时间减少119.9s，换乘效率提高59.5%，其余6个换乘方向均在原有基础上实现效率提升。
5 结论
通过协调列车在换乘站的到发时刻能有效缩短换乘候车时间，提高线网服务水平和乘客满意度。本文分析了城市轨道交通运营企业可采取的几种换乘衔接协调优化方法，并以最大换乘量和最少候车时间为目标，通过协调线网行车间隔及首趟列车发点，采取适当弹性偏移阈值，对换乘站列车到发点进行调整，提高了贵阳地铁林城西路早高峰时段乘客换乘效率。由于线网内列车运行所受的约束条件较多，列车衔接优化问题较为复杂，本文研究尚未涉及到两条线路两个换乘站同时衔接优化的问题，对于换乘冗余值的具体分配以及如何统筹协调全日换乘衔接将是今后研究的重点方向。
参考文献
[1]宁丽巧.考虑乘客换乘的城轨列车时刻表协调优化[D].北京：北京交通大学，2019.
[2]王芳玲.不同行车间隔匹配对城市轨道交通换乘站站台服务水平的影响研究[M].北京：北京交通大学.2013.
[3]白广争，郭 进，石红国，等.网络化城市轨道交通时刻表换乘协调优化研究[J].铁道学报，2016,33(6):1-7.
[4]曹志超，袁振洲，李得伟，等．结合列车时间表的地铁换乘同步性优化[J].现代城市轨道交通，2014(5):59.62+74．
[5]禹丹丹，韩宝明，董宝田，等.基于换乘协同的轨道交通网列车时刻表优化模型[J].中国铁道科学，2015,36(4):129-135．
[6]梁强升，李璇，徐瑞华.城市轨道交通换乘站的列车衔接时间优化[J].学术专论，2015，18（4）9.13+41.
[7]郭欣.城市轨道交通线网列车时刻表分阶段协同优化[D].北京：北京交通大学，2018.
[8]黄明华, 瞿何舟, 刘晓波,等.换乘导向的轨道交通网络发车时间优化研究[J].西南交通大学学报，2017,52(2):326-333.
[9]宁润姣.基于换乘的城市轨道交通时刻表协调优化研究[D].北京.北京交通大学.2020.