16 也谈地铁车辆选型和编组

都市快轨交通 第 卷 第 期 200 年 月 1 也谈地铁建设中的车辆选型和编组 章 扬 陈 辉 (1.成都轨道交通有限公司 成都 610031) 摘 要 多角度对新线建设过程中的车辆选型和编组方案进行了分析和比较，从实际运营组织角度给 出了新建线路地铁车辆选型的建议。 关键词 地铁 车辆 选型 Viewpoints on the Subway Vehicle Type Selection and Grouping About Metro Construction Zhang Yang 1 Chen Hui (1C hengdu Rail Transit Co.,Ltd, chengdu 610031） Abstract: The scheme on subway vehicle type Selection and grouping is analyzed and compared by different ways in metro new line construction, Some recommendations on subway vehicle type selection and grouping are put forward from operation organization. Key words: metro; vehicle; selection 1 概述 随着我国城市轨道交通的快速发展，不少已 建成地铁运营网络的城市越来越多地暴露出前期 线路运能不足。特别是北京和上海等城市，由于 客流预测出现偏差，早晚高峰拥堵已成了不可回 避的话题。由于地铁设计具有的不可逆性，后期 改进车站，提升运力已几乎成为不可能的事情。 在总结经验教训的基础上，新规划城市更需 要思考这个问题，由于客流预测的不可控性，是 否在建设之初应考虑得更长远一些。 线路运能的提升主要靠车辆，车辆的选型和 编组方式以及开通后的运营组织方式的不同，将 直接影响运能。同时，如果线路运能不足，还将 直接对线网造成很大影响。例如即使后续线路能 力补强，在换乘站将不得不面临换乘能力不匹配 的尴尬处境。 因此，线网规划时应对主干线路的车辆选型 和编组进行综合分析，避免一条线选择不当影响 整个线网的运营组织。 本文从对新建地铁城市的车辆选型方案进行 了性价比分析。 2 不同地铁车辆参数的比较 从地铁车辆的选型来看，一般有 A 型车和 B 型车两种（C 型车由于运力原因，一般在轻轨 或其他低运量交通线路中采用） 。 A 型车和 B 型车的主要运营参数如下表 2-1 所示： 表 2-1 地铁 A 型车和 B 型车参数比较表 作者简介： 章扬，男，成都轨道交通有限公司运营部副部 长，从事轨道交通运营管理工作。 2 北 京 交 通 大 学 学 报 第 卷 由于 A、B 型车的高度一样，所以计算的圆 形隧道建筑限界基本是一样的。另外，国内的盾 构基本上相差不大（满足 A 车的最大限界） ，建 设单位不会为了减少一点限界而去定制小一号的 盾构机（更不会像国外地铁一样采用椭圆盾构机） ，所以 A、B 型车的选择基本不会影响隧道建设 的投资。 3 不同车辆及编组性价比比较 结合车辆选型，常见的地铁车辆编组方式有： 6A，6B ，8B 和 8A 四种。8A 车辆一般在较大客 流的情况下采用，在此不做特别比较（可参考 6A 进行类比） ，仅对争议较多的 6B，8B 和 6A 编组方案比较如表 3-1 所示。 表 3-1 各种车辆编组的基本参数比较表 类型 项目 6B 方案 6A 方案 8B 方案 站台长度 约 120 米 约 140 米 约 160 米 定员比较 100% 130% 133% 能耗 100% 115-120% 120%125% 车辆购置 费 约 650 万/辆 约 800 万/辆 约 650 万/辆 以上比较是常见的绝对值参数比较，在相同 远期预测客流下，采用大运量编组列车，可以适 当加大行车密度，从而减少运用列车数，降低车 辆购置和信号设备成本。同时，由于列车数量减 少，还将减少车辆段和停车场用地面积，间接降 低用地成本。 例如，针对选择 A 型车会造成用电能耗增大 是基于开行相同列次而言的。而对于相同的客流 运送量，通过运营组织调节行车间隔，可以减少 开行列次，从而降低能耗。 4 远期开行标准说明 从国内地铁的前期设计文件来看，远期开行 标准一般定为 2 分钟，虽然设计远期是指开通运 营后 25 年，但从北京、上海及广州的经验来看， 在线网初步形成后，由于客运量的压力，后续开 通的中心城区地铁线路开通标准越来越高，而且 客运量在 3-5 年内就迅速达到预测的远期客流。 结合车辆选型来说，对远期最大设计开行标 准，运营部门更倾向于选择高峰时期开行 6A 车 辆编组 2 分 36 秒的标准，而不是选择 6B 车辆开 行的 2 分钟标准。6A 编组 2 分 36 秒的行车间隔 可以保证在个别车站客流压力较大的情况下增加 列车上下客时间而不至于造成高峰期列车晚点， 而且客流过大时还可以通过投入备用车进一步缩 短行车间隔，大大提高了运营组织的灵活性。 5 综合性价比分析 结合成都地铁 3 号线前期设计来做分析和比 较。成都地铁 3 号线一期工程为例，设车站 15 座，全长 19.63km，预计运行全周转时间为 75 分 钟。 在相同客流预测的基础下，远期采用 6A 编 组方案，高峰期行车间隔 2 分 36 秒，需上线 29 列，按照检备车不低于上线列车数的 20%进行计 算，共需配置列车 35 列；采用 6B 编组方案，高 峰期行车间隔 2 分钟，需上线 38 列，按照同样 的检备车比例计算，共需配置列车 46 列。 5.1 建设成本比较 表 5-1 3 号线一期工程 6A 与 6B 编组的建设成本比较表 比较内容 B 型 6 辆 A 型 6 辆 车辆需求 46 列 35 列 车辆 276 辆（46 列 6B）B 型车购置费用为 17.94 亿， 216 辆（36 列 6A）A 型车购置费用为 16.80 亿， 6B 方案增加投资 1.14 亿元。 信号 按每列车车载信号设备 500 万估算，6B 方案增 加投资 5500 万元。 都市快轨交通第 卷 第 期 200 年 月 3 城区拆迁 按 6B 比 6A 单个车站占地面积减少 600 平米， 占用土地的平均容积率 2.5，每平米拆迁单价 16000 元进行估算，全线 15 个车站，6B 方案减 少拆迁成本 3.6 亿元。 土建及装修 按车站站台 6B 比 6A 每站减少投资 800 万估算 （减少车站站台长度的同时盾构区间相应增加） ， 6B 方案减少投资 1.2 亿元。 车站机电设 备 按 6B 比 6A 每站减少投资 200 万估算，6B 方案 减少投资 3000 万元。 车辆段土地 6B 比 6A 车辆配置增加 11 列，按照城市轨道 交通工程建设标准对车辆段占地面积的要求， 需增加配置土地约 110 亩，按照每亩土地价格 300 万考虑， 6B 方案增加投资 3.3 亿元。 车辆段建设 6B 方案用地规模增加后车辆段建设成本（含配 套车辆段设备）相应增加约 5000 万元。 综合比较 综上分析，车辆选型的 6B 方案比 6A 方案增加 投资 3900 万元。 从建设成本来看，在提供相同运能的情况下， 车辆选型选择 6A 方案比 6B 方案反而节省了投 资，而且 6A 方案预留了充足的进一步缩短行车 间隔提高输送能力的空间，能够应对更大的高峰 断面，避免客流预测出现偏差带来的风险。 5.2 服务标准比较 表 5-2 3 号线一期工程 6A 与 6B 编组的服务标准比较 运营时段（时长） 6B 行车间 隔/上线列 车数 6A 行车间 隔/上线列 车数 早晚高峰（2 小时） 2 分/38 列 2 分 36 秒/29 列 高平峰转换（4 小 时） 3 分/25 列 3 分 54 秒/20 列 日间平峰（8 小时） 4 分/19 列 5 分 12 秒/15 列 早晚低峰（3 小时） 6 分/13 列 7 分 48 秒/10 列 综合比较 按 6B 及 6A 提供相同运能进行计算， 除早间和夜间的低峰运行图运营时 段外，6B 和 6A 车辆编组的行车间 隔差别不大。 由于行车间隔包含了约 1 分钟的列车停站时 间及列车进出站时间，除早晚低峰运行图运营时 段外，乘客实际感受的列车等候时间不会有明显 差异，且早晚低峰的客运量通常低于全日客运量 的 5%，6A 编组的行车方案不会对整体的服务质 量造成影响，而且可以通过早晚低峰加开 1 列上 线列车将行车间隔缩短到 7 分钟以内，从而提高 服务标准。 5.3 运营收支比较 表 5-3 3 号线一期工程 6A 与 6B 编组的运营收支比较表 比较内容 B 型 6 辆 A 型 6 辆 配置数量 46 列 35 列 单列运能 100% 130% 单列能耗 100% 120% 每日开行列 次 约 600 列次 约 480 列次（早晚 低峰加开 1 列） 约 12 万度/日 约 11.5 万度/日牵引用电 6A 编组的行车方案每年牵引用电减少约 180 万度，按照每度电 0.8 元计算，每年减 少电费 144 万元。 207 人 158 人司机定员 按照 4.5 人/列的司机配备率，每人每年全人 工成本 10 万元计算，6A 方案每年比 6B 方 案节约司机人工成本 490 万元。 维修成本 由于车辆配置数减少，6A 方案车辆日常检 修及大架修的人工及维修成本相应减少。 车站资源收 入 由于车站站台及站厅面积的增加，6A 方案 的广告及物业收入相应增加。 综合比较 综上分析，在运营期 6A 方案比 6B 方案每 年增收节支的效果在 1000 万元以上。 需要注意的一点是，在单线运营或线网形成 初期， 由于客流不足，在 6B 编制运能已经过剩的情况 下，为保证对乘客的服务标准缩短 6A 编组的行 车间隔，可能会带来一段时期的运营成本上升。 5.4 结论 综上所述，在新线建设时如果考虑用 6A 车 辆编组和 6B 车辆编组来面对同样大小的客流， 无论是从建设成本还是运营收支来看，6A 方案 都更经济、合理。 更为重要的是，在客流预测可能出现较大误 差，系统最大能力又只有 2 分钟标准的前提下， 6A 方案还有进一步缩短行车间隔，提升 30%运 能的空间。 从已成线网的城市客流来看，很多早期建成 的线路客流已超出远期预测客流，若运能没有提 4 北 京 交 通 大 学 学 报 第 卷 升空间，将对运营组织形成制约，运营安全长期 得不到保障。特别是在客流预测只有 25 年的前 提下，地铁建设的不可逆性更需要地铁建设者们 转变观念，不能仍然固守旧有观念，必须立足当 下，考虑长远。 6 结语 一般说来，部分城市新线建设容易出现两个 片面性：一是偏重绝对值比较，初看 6A 比 6B 方案确实要多花不少钱，但没有考虑到运营组织 可以适当调节开行密度的因素。二是对地铁的直 接投资考虑的比较多，对其他间接投资影响考虑 得不够。例如节省的地面用地等等，由于土地资 源的亏缺，将越来越显示出地面空间的宝贵。 从国内新建城市的地铁规划来看，一方面又 要设计出 6B 远期开行 2 分钟左右的方案（证明 客流确实有这么大，便于立项） 。一方面又不肯 为远期预留足够的运能提升空间（根据地铁设计 规范，一般只考虑 15%的裕量） ，很容易在远期 形成运营瓶