北京地铁13号线扩能提升乘务计划编制

孙崇玮,靳文琦

(北京市地铁运营三分公司,北京 100032)

北京地铁13号线2002年通车运营,全长约40.85 km,共17座车站,除东直门站外其他均为地上车站,平均站间距2.52 km,设置一个车辆段即回龙观车辆段。13号线扩能提升后,其中13A全长31.3 km,车站19座,8B编组,新建一个停车场小辛庄车辆段;13B全长32.2 km,车站15座,6B编组,使用现有回龙观车辆段,龙泽预留混跑进路。线路拆分前,按新建的“一字线”与既有的“U字线”两线独立运营。两线在新龙泽站设置了互联互通配线条件,可根据客流交换情况选择开行跨线列车。

1 乘务计划模块化

列车司机作为城市轨道交通运营单位的关键岗位之一,其司机生产率反映了运营单位的劳动效率,体现了管理水平[1]。乘务计划编制结果决定一条线路司机运用人数及工作量。乘务计划是列车司机执行运营任务的依据,是将全日运营任务分配给列车司机的一种方式。乘务员通过计划直观掌握时间和空间的工作要素。乘务排班求解问题涉及条件较多,求解复杂,不同乘务环境,乘务模型及求解算法也存在差异[2]。通过线路运力投放的规律设定模块化编制阶段,再通过不同的列车运行图相同的模块化编制输出对应的乘务计划。从乘务方式(轮乘站设定)、乘务性质(任务单元的组合)、乘务模式(班制设定)以模块化编制乘务计划。

乘务方式是根据线路轮乘站进行设定,运营任务通过设定“点”分割成“线”形成任务单元,是单一的工作任务,体现时间、空间、性质、任务要求的元素。集合点为轮乘站和车辆段,将运营任务进行划分。变量集合点是轮乘站的设定,轮乘站是负责司机日常管理工作、组织出退勤工作,落实乘务运营计划。定量集合点为车辆段负责停放列车等工作;乘务性质为任务单元的任务量及任务单元组合,依据乘务方式对列车运行图进行划分形成任务单元任务量,通过将所有任务单元排序依据乘务规则进行重组形成单个班次;乘务模式是根据列车运行图分析情况,匹配适应当前线路运营最佳班制。对班次进行划分及工作量均衡,在一个周期内完成循环多个班次,保证乘务员满足休息时间,符合安全运营要求,降低安全风险。

2 乘务计划优化方案

2.1 乘务方式

乘务方式根据线路轮乘站进行设定,是全日运营任务的拆分,是编制乘务计划的基础,是乘务执行值乘任务的依据。运营任务通过轮乘站划分的形式,对运营任务进行分割,设置不同的集合点所产生的运营任务截然不同。设置定量集合点和变量集合点建立路径产生任务单元,直观展现时间与空间的关系,直接反映运营效率和运营质量。单次任务驾驶时间越长效率越高、疲劳度越高,而运营效率和运营质量成反比关系,地铁运营管理企业面临着在确保运营安全的前提下降低运营成本和提升管理效率等问题[3],长时间连续行车就会产生驾驶疲劳,降低驾驶操作效能[4]。通过不断探索集合点对运量最佳分割方案。通常情况下,折返线的线路通常设置在线路终点站或起始站,环形线路按照内外环运行,通常设置在离车辆段较近的车站。

通过对13A、 13B线路基础情况进行分析, 13号线扩能提升后将分为2条线路、1个车辆段和1个停车场。乘务计划集合点(轮乘站)的设置需满足任务目标及提升管理效率的需求。以车辆段首站、列车折返点、两线相交汇等方面共计9种方案(见图1)。双线互联互通情况下(见表1),优缺点差异不同,最优方案轮乘站设置为龙泽站。适应未来轨道交通网络化多条线路列车跨线运营模式,乘务员跨线共享运营任务,计划编制中将两线任务量凹凸部分进行互补,优化人员使用率;先期采用“一字线”与既有的“U字线”两线独立运营,且双向管理互通;集中管理,13A、13B两线共享轮乘站,龙泽站设置派班室及应急指挥室,负责两线乘务员日常管理工作及突发情况对人员和列车的指挥工作,线路首尾呼应,快速处置,保障运营平稳有序展开,降低运营成本中人员及管理的成本。

表1 双线互联互通集合点(轮乘站)设置情况

图1 13号线扩能提升后集合点(轮乘站)设定车站

2.2 乘务性质

乘务性质是任务单元的组合,通过多个任务单元连续作业,满足当日运营任务需求。连续作业受人员、环境、管理条件限制。环境受限于运营任务的不同,每个任务的集合点开始和结束的时空不同,在连续作业中,需考虑集合点相同空间和不同时间的衔接问题,段场出发集合点发生前无值乘任务单元,段场结束集合点发生后无值乘任务单元。人员受限于生理需求,通过值乘任务单元之间的时空差,完成连续作业。管理受限于相关法律及行业标准,通过高效编制、合理安排,控制工作时间及工作强度。根据《城市轨道交通行车组织管理办法》第三章第十二条,运营单位应合理安排驾驶工作时间,单次值乘的驾驶时长不应超过2 h,连续值乘间隔不应小于15 min。

根据制定乘务方式,在龙泽设置轮乘站。乘务员执行工作任务,各次列出均在13A为龙泽上行,13B为龙泽下行交接车。分为单独线路乘务交路及混跑线路乘务交路。单独乘务交路及混跑乘务交路为A、B线统一管理,在编制乘务计划中,会出现一个周期内交叉接A、B运营任务。乘务员需掌握2条线路的运营能力。两线任务单元10种,混跑任务单元6种(见表2)。根据列车运行图提取相应数据,形成任务的单元,是乘务员直观了解运营任务的方式。

表2 13号线扩能提升后龙泽站集合点运行交路

2.3 乘务模式(班制)

乘务模式是设定班制的模式,司机在单日完成运营任务,多个班次在几天内完成一个循环。北京地铁2001年前采用包乘制将多名乘务员划分乘务组,固定负责此列车的运用、调试、保养等工作。现阶段轨道交通常用的轮乘制分为四班三运转、五班三运转、综合班制,根据运营分成若干个轮乘组,根据乘务计划依次轮乘执行列车运用任务。从以往管理模式与当前管理模式进行分析,寻找适应未来发展的管理模式。

2.3.1 轮乘制与包乘制分析

包乘制是固定的乘务组,在司机长的组织下完成每日运用任务及列车保养工作等。这种制式的优点是提升了乘务员对列车的责任心,有利于车辆的保养工作,乘务员熟知所驾驶列车的性能,便于其钻研技术;为车辆管理工作提供便利。正线根据运用车组数设定包乘组,每个包乘组为独立的个体,内部进行工作安排,通过列车划分时空关系。根据分配运行图时刻表执行运营任务。包乘组负责列车运用、列车日常检查、协助列车运用(部分)等,维修中心辅助完成车场列车运用工作。

轮乘制是根据运营需要整体编制、统一管理的原则,设定乘务模式(班制)、乘务性质(交路)、乘务方式(轮乘站)等。根据列车运行图划分工作任务,多班组执行相同任务的不同时段。单个运营任务后根据乘务规则排列继续值乘下一次的运营任务,不固定车。乘务中心正线分为轮乘A、B、C、D车队通过时空关系划分列车运用,每个车队根据运营任务设定相应轮乘组,轮乘组根据正线乘务计划执行运营任务,合理安排工作计划等。维修中心负责列车日常检查及协助列车运用工作。

轮乘制中整体结构,主要为人员计划及列车计划。分别为运营任务周期、人员周期、时刻表周期、列车周期。轮乘制为独立的人员计划和列车计划及独立的4个周期(见图2),编制中受限性较小,单独运转,统一管理,独立整体拼合。当一方出现突发情况不影响其他方面。任务周期是将运营任务根据乘务规则编制的司机计划形成的;人员周期是根据任务周期安排相应人员计划所形成;时刻表周期是列车运行图中运行表号个体形成的;列车计划是时刻表周期和列车周期,列车周期是根据维修计划及运营周期形成的。任务周期与人员周期对应转动形成人员计划,时刻表周期与列车周期转动形成列车计划,列车计划与人员计划转动形成运营任务。包乘制中整体结构,主要为人车计划,从各项元素将其串联,包乘组为一个独立的个体,根据运用车组设定无相对应包乘组。编制中受限性较大,人员及列车需同时考虑,管理较为分散,每个独立个体数量较多,统一管理及监管难度较大,当一方出现问题,牵动全部运转。

图2 轮乘制及包乘制乘务计划编制因素

2.3.2 轮乘班制优化

当前运力投放模式分析,运用“超常超强”运营模式,“精准运力投放”的运营方式。工作日运营任务高峰与平峰、工作日与双休日运力差异峰谷较为凸显,人员使用率较低。列车运行图根据客流断面等因素确认列车列数,高峰转平峰时段列车数量会出现峰谷情况,高峰列车退出正线运营,将出现大量司机堆积等候值乘的情况发生,由于休息时间过于冗长,在平日、节日运行图转换时,峰谷问题相继出现。根据运行图分配值乘任务,由于早晚高峰运力及平峰运力差异较大,高峰与平峰运力比例为2.5∶1,早班及晚班人员数量有限,将白班分为早白班、白班、夜白班三种。其中早白和夜白班分担早晚班高峰时段运营任务,高峰与平峰的运行受限出现大量人员堆积等候运营任务。

当前乘务模式分两种模式进行优化,当前乘务模式四班三运转,分为A、B、C、D四个轮乘班组完成每日运营工作。优化一:五班三运转,在相同人员情况下,班次数量的增加,班次方式的重组,将原有白、夜、早调整为夜、白、早,乘务员工作时间和工作强度与休息时间同时上升。绝大部分工作日高峰与平峰工作量呈现峰谷问题,而工作日与节假日人员使用率不匹配可通过减少单个班次的人员来减少空闲人员。优化二:独立高峰班组为切入点,提出了任务均衡模式(DRM)的峰班轮转模式[5]。综合班制分为四班三运转及高峰组,分为A、B、C、D四个轮乘班组及R轮乘高峰班组共同完成每日运营工作。

2.3.3 乘务计划编制人员计算

集合点(轮乘站)设置在龙泽车站为最优,满足乘务性质里任务单元的组合条件,在相同的运营任务情况下,13A、13B线路高峰时段列车最小间隔2.5 h,分别运用车组40辆、38辆列车计算,乘务计划编制中预备率为15%。对比四班三运转、五班三运转、综合班制(四班制、高峰班组)、包乘制人员使用情况(见表3),综合班制人员使用率较高,适应13A、13B线路应用。

表3 13A、13B线路人员计算

3 结 论

轨道交通运营里程的延伸,地铁运营项目给政府带来的财政压力日益增多,地铁自身以公益性为主,运营中难免出现亏损情况。如何降低运营成本成为现代化轨道交通运营需研究的课题,人员及设备成为降低成本的主要方面。针对13号线扩能提升后人力与运力最优匹配问题,采用乘务计划编制模块化方法,得出最优方案为龙泽作为轮乘站及最优轮乘单元组,综合班制适应未来13号线扩能提升后乘务计划编制模式。地铁司机是地铁安全运营的最后一道防线,优化乘务计划编制,提高乘务员工作效率,对工作强度进行频次控制,保证乘务员在上班时间精神充沛,降低安全风险。