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  • 东京轨道交通考察(之三)——运营篇

    作者:杨柳 来源:中国地铁工程咨询有限责任公司 发布时间:2017年3月29日 15时25分


  • 日本轨道交通系统以人为本,方便、安全、高效,在很大程度上缓解了特大城市交通拥堵的问题,满足了居民大量的日常出行需求。

    东京轨道交通系统始建于明治时期,总体的发展顺序是先国铁后地铁,开通百年后基本定型,在东京的交通构成中占主导地位,并仍在进行局部的改造和新建工程,发展动力强劲。作为日本的首都及最大城市,也是世界最大的城市之一,东京都人口1332万,大东京圈(一都三县)人口近4000万。东京都市圈内出行比例构成如下图所示(不含步行、自行车方式),出行方式主要组成部分为轨道交通,地铁、JR线和私铁和地面有轨电车系统总客运比例高达78.1%,其他比例构成分别是私家车14.7%,出租车3.0%和地面公交3.9%

                               

    1 东京都市圈23区交通出行方式构成

    之所以能提供如此大的运量,与东京轨道交通系统从规划、设计到建设、运营、维护、再开发采用的一系列提高运营效率的手段是分不开的。例如,根据不同线路条件采取跨线运营、平行换乘、立体交叉换乘等不同的换乘形式满足了各方向客流需求的同时也减轻了乘客集中于换乘车站的压力,因地制宜的采用曲线站台、不拘一格利用大号道岔、对称道岔提高运行效率同时节省了占地,长侧式站台-小尺度出入口分散布设有效扩大了车站的吸引范围同时疏散了需求各异的客流,同时无论在站内还是站位都配备详实清晰的导向标志和随处可见的无障碍设施。总之,以高效运送乘客为根本目的,以方便客流需求为第一设计理念,是日本轨道交通的突出特色。

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    运营模式

    1.1 直通运行

    日本城市轨道交通的最突出特色在于灵活的运营模式。国内称作跨线运营的“直通运行”模式在日本非常普遍。在东京和大阪,由于城市规模和特征的不同,直通运行的特点也有所差异。东京的直通运行以地铁和私铁为代表,兼有部分JR线路与地铁和私铁的直通,以东京市的两家地铁公司所辖线路为例,国内意义的地铁运营里程两家公司总和仅约300km,而算上与其他线路的直通线路后,运营里程翻了将近一倍。

    2 东京地铁及都营地铁及其直通线路列表

    东京地下铁道的直通运行也是随着城市发展的步骤逐步开展实施的,大规模的线路直通运行始于日本经济开始迅速发展的60年代。但这一切的收益源自1951年起的地下铁路规划,日本从这一时期开始,新规划建设的每条地铁线都考虑了与郊区铁路的相互直通,目前已开通的13条线路中,有10条线路实现了与郊区铁路的相互直通。从运营效果来看,日本东京地铁与郊区铁路相互直通已成为一种典型案例,这也是东京地铁运营的又一特色。同时,随着东京首都圈面积扩大,直通运行服务距离增加,目前已从市中心向外延伸了50km左右。

    直通运行有效缓解了郊区线路进入市区后换乘车站的客流压力,并且配合不同速度级别运行的车辆,分散了差异化的客流需求,使得占客流成分主导地位的通勤乘客可以各取所需,化解了城市轨道交通运营中的最大压力。

    3 东京地铁千代田线直通运行基本模式


     4 在小田急多摩站拍摄的千代田线直通列车


    5  东京地铁南北线及其与东急目黑线、埼玉高速铁道线直通线路示意图


    1 东京地铁与郊区铁路相互直通情况


    东京直通的线路中,地铁线全线参与直通;郊区线路则存在全线参与直通或部分区段参与直通两种情况。这也是最基本的两种直通形式。东京地铁线与郊区铁路直通具有如下特点:

    1、可根据客流特点,灵活选择郊区段的直通起终点。东急田园都市线、京王线都是服务于新城的典型通勤线路,高峰时段各个车站的过站客流量很大,因此全线参与了直通;而东武东上线、东武伊势崎线的通勤客流相对较少,因此只有部分区段参与直通。

    2 东京地铁与郊区铁路相互直通基本方式

    2、直通后,线路分段点或运营交路分段点向郊区迁移。由于郊区铁路大多止于山手环线上城市副中心,直通后,线路设施的分段点及部分运行交路分段点向郊区迁移,以避免线路在城市副中心区域断开。

    一方面,使旅客不需要换乘也可在较长区间旅行,大大节省了时间和出行成本;另一方面,也缓解了换乘站(特别是在高峰期)的客流压力。同时,可根据客流特点,灵活选择郊区段的直通起终点。由于郊区线路大多止于城市中心,直通后线路设施的分段点及部分运行交路分段点向郊区迁移,避免了线路在城市中心区域断开,保证了交通的连续性。

    1.2  快慢车混合运行

    快慢车混合运行是从运输组织适应客流特征的角度出发,根据线路的长、短途客流特点和通过能力的利用状况,结合长短交路的组合形式,在开行站站停慢车(以下简称“慢车”)的基础上,同时开行跨站、直达快车(以下简称“快车”)的列车开行方案。

    根据东京都2000年的人口普查数据,东京都(含23区及27市)有居民1206万人,日间人口总计达1467万人,每天从邻近区域到东京都的通勤人数达到260多万人。为满足如此大规模的通勤交通需求,且由于部分线路延伸到郊外30 km及以远地区,采用快慢车组合运营方式。例如,东京地铁副都心线是新建成的线路,连接了东京最繁华的商业区、学校和工作集中区域。为了提升运输效率,缩短单程列车运行时间,该线实现了快慢列车开行。采取这种快慢车混合运行,可有效降低轨道交通线路不同区间客流特征及列车频繁停站对线路运输的影响;提高列车的旅行速度,缩短旅行时问,为长距离旅客提供更高水平的服务;同时可提高列车的运营效率,减少运营车辆数。

    但是,也会带来一定的负面影响,如由于列车跨站运行,被越行车站的客运服务水平将有所下降,平均候车时间增加;在列车密度较高的情况下,快慢列车问将发生越行(站间越行或车站越行),会降低线路的通过能力。此外,过多的越行站导致工程难度与工程造价增加,而过少的越行站必然会影响线路的通过能力及列车的始发均衡性。所以,需要研究在满足一定通过能力的条件下,快慢列车的开行方案、合理的发车间隔组合、越行站的数量以及越行地点的选择等相关问题。从车站的旅客乘降量来看,日均乘降量10万人以上的车站一般可设为快车经停站,日均乘降量5万人及以下的车站可设为快车越行站,仅经停慢车。

    除此之外,在副都心线与山手线、琦京线、湘南新宿线并行的区间(池袋站—涩谷站路段)设有急行列车服务,副都心线东新宿站亦将设置避车线。副都心线急行列车行驶于该段区间所需时间大致与埼京线、湘南新宿线的列车行驶时间相同(约11min),普通列车大致与山手线列车相同(约16min)。

    6  横滨地铁与东急、东京地铁、西武、东武等5条直通线路停站示意图

    7  小田急三条线六种车次停站与千代田线直通线路示意图


    1.3  周期化列车运行

    日本地铁系统在日本铁路的影响下,实行列车周期化运行,即列车在车站非常有规律地到发。为了使列车周期化运行,东京地铁所有列车在平峰期间的开行间隔基本上都是3456min,均可被60整除。这大大降低了列车运行图的编制难度,也提高了旅客在换乘站的换乘效率,到发时刻在每一时段内固定,旅客每次出行不必要记忆复杂的时刻表,最终有利于实现网络列车运行图的编制工作。

    8 东京地下铁的列车运行时间间隔表

    另外,日本以先进的硬件设备、严格的技术标准和规章制度确保了列车的周期化运行,紧密结合高峰期和非高峰期客运需求的变化,利用周期化列车运行,灵活地解决了运输供需矛盾;提高线路能力和利用率,大大缓解了经济发达地区都市间繁忙的通勤、通学的运输压力。同时,对于运行交路比较复杂的线路,在车站时刻表上以不同颜色字体标明各停、急行、特急等不同速度、停站级别差异的列车时刻,使乘客真正能够各区所需,使资源效率达到最大化。

    9  大阪环状线天王寺站列车时刻表

    10  东京地铁南北线四ッ谷站运行时刻表

     11  多摩单轨多摩站运行时刻表


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    大客流节点层次、线路之间的关系

    大客流节点是轨道交通系统中客流最为集中,运营安全压力最大的地方。这些节点线路的层次配比关系和换乘车站摆放的位置往往直接影响着轨道交通运行的效率。东京地铁各层次之间关系并无严格区分,从其线路直通运行的普遍性上即可看出。但在进入大客流节点的线路选择和车站位置关系上,还是有一定的规律可循:

    1JR和特急、通勤特急、急行等运量较大、对时间要求较高的线路尽量选择直通运行,至少保证同台或平行换乘条件;

    2、线路和用地条件较为局促的线路,站台条件难以达到宽度要求时,采用长编组、前后错位站台,配合灵活设置的小尺寸出入口以便提高出入口的数量,扩大车站吸引(疏散)范围疏散客流,而不单纯依靠扩大车站的单体建筑尺度;

    3、对难以直通运行的地铁线路,通过后期建设类似走向的私铁、JR线路,规避大客流换乘问题;

    4、在规划上不回避路径选择中的复线共用走廊,不刻意追求线路对城市建设用地的覆盖率,而是让用地开发追随线路走向;

    5、在设计中以提高运营效率、方便乘客、减少对城市和周边用地的影响为主导思想,不回避偶尔突破一般标准的小半径曲线或纵坡设置、不回避在曲线上或直线、曲线连接段设站、不回避在用地有限的条件下使用复杂道岔(如复式交分道岔或曲线道岔)。

    而大型换乘车站或节点上的各线路关系不拘一格,存在两种主要形式:

    1、分散车站模式与直通、分离换乘模式并存;

    这一模式的特点是换乘节点周围往往形成局部商业和就业中心,本地客流和换乘客流量都较大,部分线路限于工程条件难以与干线全部集合于同一站房内,换乘距离只能考虑各区域相对集中,更多考虑干线和直通线路换乘方便,在一定程度上被迫牺牲低级别线路的换乘便捷性,因此更为注重线路车站的配合关系和车站对局部用地的高密度交错覆盖,这一形式多存在于特大换乘节点:

    如:新宿站:

    12  新宿站线站位关系及周边开发

    东京站:

    13  东京站线站位关系及周边开发


    大阪梅田站:

    14  大阪梅田站线站位关系及周边开发


    2、一站内部换乘,部分线路直通;

    这一模式的特点是换乘节点往往也是具有一定规模的商业和就业中心,本地客流和换乘客流量都较大,多数线路能够集合于同一站房或距离很近的两个站房建筑内,多数线路可以相互直通或同台换乘、平行换乘,总体换乘距离较近,线路周边用地呈明显的圈层状开发,这一形式多存在于一般大型换乘节点。如:

    品川站:

    15  品川站线站位关系及周边开发

       涩谷站:

    16  涩谷站线站位关系及周边开发

    大阪天王寺站:

    17  大阪天王寺站线站位关系及周边开发

    3、其他换乘模式:以直通运行、岔线运行为主,以节点换乘为辅。出城方向以干线-支线模式为主,但不回避进城方向根据客流需求设置岔线进入中心城区不同组团。如京成电铁公司线网,京成本线运营上野至成田机场区间,出城同时兼顾千叶方向,进城同时兼顾浅草、银座方向(通过浅草线直通运行实现)。

    18 京成电铁公司线网图

    19  小田急电铁一主两支线路图 
     
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