青岛地铁1号线车辆选型及运营方案研究_黄启友.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言青岛地铁1号线是青岛重要的交通枢纽联络线，连接流亭国际机场、汽车北站、火车北站、火车站、黄岛汽车站等重要枢纽，是第一条连接西海岸及主城区的过海地铁线路，是实现“三城”联动的重要保证。本文从城市空间布局、城市发展不确定性、工程经济性等维度对车辆选型的影响进行深入研究和分析，以确定符合本线功能定位、支撑本线客流走廊强度、满足沿线区域规划发展需求的车辆选型方案。2轨道交通车辆选型影响因素分析影响城市轨道交通车辆选型的因素存在着多样性，且主要因素之间是相互耦合的而非独立的，城市的需要和条件与城市轨道交通制式的选择相互作用关系，应以发展的观点来选择存在城市轨道交通车辆选型1：（1）车辆选型应考虑客流风险；（2）车辆选型宜为未来政策制定留有空间；（3）车辆选型考虑城市规划发展风险。3城市形态和布局对车辆选型影响分析青岛城市形态和布局为组团状城市，青岛1号线衔接多个客流组团，且以长距离出行为主。本线的系统运能应满足客流交换需求，尽可能地选择高速度、大运量的轨道交通运输系统，以此提高乘客出行的便利性、快捷性和舒适性。4城市发展不确定性对车辆选型的影响4.1青岛市快速发展进程青岛市西岸综合功能发展带、胶南及董家口港城的规划还在起步阶段，与主城区之间的联系客流存在着较大的不确定性。这些不确定性体现在对车辆选型及系统运输能力的需求上，最终会体现在作为衔接西岸综合功能发展带和主城区1号线的系统运输能力上，对1号线的车辆选型和系统运输能力带来较大的影响。4.2规划实现过程存在较大风险从国内新开通的轨道交通线路沿线规划实现情况以及开【作者简介】黄启友（1980），男，山东菏泽人，高级工程师，从事轨道交通行车和车辆段设计与研究。青岛地铁 1 号线车辆选型及运营方案研究Study on the Vehicle Selection and Operation Scheme of Qingdao Metro Line 1黄启友（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100037）HUANG Qi-you(BeijingUrbanConstructionDesign&DevelopmentGroupCo.Ltd.,Beijing100037,China)【摘要】影响城市轨道交通车辆选型的因素存在着多样性，且主要因素之间是相互耦合的而非独立的。论文通过对城市空间布局、城市发展不确定性、客流预测及客流风险、既有工程条件、资源共享、建设及运营经济性等维度进行对比分析，推荐采用 B 型车，不仅可以满足客流需求及城市发展需求，同时还可以减少对既有工程的改造，有效降低建设和运营成本。【A b s t r a c t】The factors affecting the selection of urban rail transit vehicles are diverse,and the main factors are coupled rather thanindependent.The selection of urban rail transit vehicles should be based on the perspective of development.This paper analyzes and studiesurbanspacelayout,uncertaintyofthecitydevelopment,aspectsofpassengerflowpredictionandrisk,existingengineeringconditions,resourcesharing,constructandoperationeconomic,B-typevehicleisrecommendedtomeettheneedsofpassengerflowandurbandevelopment.Atthesametime,itcanreducethetransformationofexistingprojectsandeffectivelyreducetheconstructionandoperationcosts.【关键词】地铁；车辆选型；城市轨道交通；运营【K e y w o r d s】subway;vehicleselection;urbanrailtransit;operationorganization【中图分类号】U260【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0070-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.22370MunicipalTrafficWater ResourcesEngineering Design市政 交通 水利工程设计通后的客流发展情况来看，轨道交通沿线规划实现过程存在较大风险。在实现规划过程中，各个组团新城存在各种风险，造成规划无法切实实现或新区发展超过既有规划的可能性，这都将造成低客流风险或高客流风险。4.3对外围组团客流的吸引力外围组团城市与主城区的通勤客流出行距离较大。比如，即墨市到主城区，出行距离约40 km，如果乘坐轨道交通，出行时间约1 h，如乘坐公交车可能需要1.5 h。为了吸引客流，需要从提高编组、发车对数、运营组织等方面来提高竞争力。4.4过海通道资源的稀缺性青岛主城与西海岸之间主要通过轮渡和胶州湾高速公路及海底隧道联系。轮渡、胶州湾高速公路受雨、雾、风、浪影响较大，严重制约了青岛主城与西海岸之间的联系；青岛与西海岸之间的客流逐年增长。2009年，仅轮渡的日客流就达到了3.3万人次左右，车渡量达到了4 000车次，胶州湾高速最大道路断面车流量达到了5.4万辆/d。地铁1号线通车后缩短了西岸城区与东岸城区之间的时空距离，而且与主城区的其他轨道交通线路换乘方便，可以使出行人群快速直达目的地，因此，在与联系青岛东、西海岸的常规公交竞争中，轨道交通无疑占据着巨大优势，预测远期1号线承担的跨海客流约32万人次/d。鉴于过海通道的稀缺性以及过海大客流对青岛地铁1号线的冲击，青岛地铁1号线宜采用大运量交通系统。4.5线网资源共享安顺车辆基地功能定位为M1、M3、M7线配属车辆的大/架修基地，见表1。1号线与3号线的配属车的定、临修及大/架修作业均由安顺车辆基地承担，且定、临修库及大/架修库均已随3号线同期建设，1号线的运用库、物资总库等功能用房均与3号线车辆段同期统筹布局和预留。表 1近期建设车辆基地资源共享表段场设置功能定位类别名称面积/hm2资源共享线路车辆基地大/架修段在建车辆基地安顺车辆基地辽阳东路车辆基地大田路车辆基地522737M1、M3、M7M2、M4、M5R1新建车辆基地教育中心车辆基地22M6、R3由于A、B车型的差异，一些检修设备无法共用，例如，固定式驾车机、移车台等，若1号线采用A型车，则1号线与3号线难以实现资源共享，且需要对线网车辆基地的布局及资源共享方案进行重新规划。因此，从资源共享及车辆段工程预留的角度出发，宜采用统一车辆选型比较合理。1号线车辆选型与3号线保持一致，选用B型车更有利于线网资源共享。5经济性综合分析5.1运营经济性分析5.1.1A、B 型车牵引耗电量比较根据牵引模拟计算，分别对6A编组满载、6B编组满载、7B编组单程的牵引耗电量进行计算，单程牵引耗电量对比情况见表2。表 2A、B型车单程牵引耗电量比较车型区段线路长度/km耗电量/（kW h）每人千米耗电量/（kW h km-1 人）A 型车（6 辆编组）B 型车（6 辆编组）B 型车（7 辆编组）峨眉山站至东郭庄站峨眉山站至东郭庄站峨眉山站至东郭庄站60.160.160.19949041 0540.0090.0100.010由表2可以看出，6A、7B编组均高于6B编组的单程牵引能耗，6A低于7B编组的单程牵引能耗。但A型车定员大，人千米能耗略低于B型车。根据客流预测结果，若初期采用A型车6辆编组，高峰开行12对即可满足需求；若初期采用B型车6辆编组，初期高峰开行16对可以满足客流需求。特征年A型车与B型车牵引耗电情况如表3所示。表 3初期 A型车与 B型车年耗电情况比较表项目A 型车（6 辆编组）B 型车（6 辆编组）交路长度/km往返耗电量/（kW h/列）全日列车开行对数/对年耗电量/（104kW h）电费/万元60.11 98815411 1747 82160.11 808170（154+16）11 0557 738若以每度电0.7元计算，则初期年牵引耗电B型车较A型车将节省支出约83万元/年。远期高峰开行30对的情况下，对6A和7B的牵引能耗进行分析，如表4所示。71Construction&DesignForProject工程建设与设计表 4远期 A型车与 B型车年耗电情况比较表项目A 型车（6 辆编组）B 型车（7 辆编组）交路长度/km往返耗电量/（kW h/列）全日列车开行对数（大交路+小交路）/对年耗电量/（104kW h）电费/万元42.391 402255+4014 85010 39542.391 486255+4015 74011 018远期牵引耗电7B编组较6A编组增加支出约623万元/年。5.1.2运营成本比较运营成本由职工薪酬、电费、修理费、营运费、管理费5部分构成。修理费包括车辆、土建工程、设备等修理费；营运费包括站务费、车务费、劳动保护费、技术组织措施费、低值易耗品摊销费、职工差旅费等与运营相关的各项费用；管理费包括公司经费、董事会会费、咨询费、税金及其他管理费等。在同一客流断面条件下，A型车相对B型车而言，运用列车数量及全日列车开行对数由于运能增加而降低；初期6A较6B耗能较大，远期7B较6A能耗有所增加，且6A与7B的运能相当，远期高峰开行30对/h的情况下，其运用车数一致。综合考虑车辆运用数量和列车能耗等因素，经推算，6A与7B运营成本基本持平，6B运营成本最低。5.2初期建设投资经济性分析5.2.1建筑限界轨道交通的限界，应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数以及线路特性、轨道特性、授电方式、设备安装、施工方法等因素进行综合分析、计算确定。按行车速度100 km/h设计，A型车的限界基本上略大于B型车，相应的投资增加。6A型车与7B型车对比，长度基本一致，宽度增加约200 mm。6A/7B较6B车站长度长约20 m。5.2.2线路设计本线线路条件良好。经核实，线路坡度、曲线半径及主要技术标准可以满足6A、7B等不同车辆选型的工程条件。5.2.3轨道设计B型车与A型车对轨道影响很小。主要就是A型车轴重大，振动噪声水平通常比B型车大，轨道减振地段及减振措施有所不同。5.2.4供电系统根据相关工程经验，在动车数量不变的情况下，车辆总功率和总电流增加不大2，在同为100 km/h的速度下，采用6辆编组A型车辆与采用7辆编组B型车辆总能耗基本相当。4M2T、A型车6辆编组车辆符合要求，设备的房间需求差距不大，设备容量主要为整流机组及直流开关设备等3，对造价影响不大。5.2.5通风与空调系统车辆的选型不同，大系统空调负荷也不同。6A与7B相比，载客量大约增加了8.8%，可以近似地认为车站和区间断面客流量增加了约8.8%，由此推算，人员负荷约增加了8.8%。在大系统空调负荷构成中，人员负荷约占总负荷的40%50%，由此可推出，6A与7B编组方案相比，空调总负荷约增加5%左右。7B与6B相比，土建规模加大，其投资相应会增加。6结语从客流预测及客流风险、运营组织方案、既有工程条件、城市空间布局、城市发展不确定性等多维度分析，青岛1号线适合选用A型车或B型车等大运量的交通系统。结合客流特点及其运能适应性的角度分析可知，A型车、B型车均能适应1号线客流预测报告推荐的客流结果指标。从线网资源共享的角度分析，若1号线采用A型车，则1号线与3号线难以实现资源共享，且需要对线网车辆基地的布局及资源共享方案进行重新规划。从资源共享及车辆段工程预留的角度出发，由全网采用统一车辆选型更为