2020城市轨道交通创新推广项目 | 市域线快慢车运营模式综合技术研究应用与推广

为加速城市轨道交通领域科技成果转化和推广应用，推选中国土木工程詹天佑大奖，轨道交通分会在中国土木工程学会的指导下，在行业内征集城市轨道交通技术创新项目。经专家评审，决定授予“市域线快慢车运营模式综合技术研究应用与推广”等20项技术类项目和“广州市轨道交通二十一号线工程”等7项工程类项目为城市轨道交通技术创新推广项目，在全国轨道交通建设中予以推广。

随着城市的不断发展，当前国内外多以都市圈、城市群为发展方向。2019年2月，我国发展改革委正式发布了《关于培育发展现代化都市圈的指导意见》，明确城市群是新型城镇化主体形态，是支撑全国经济增长、促进区域协调发展、参与国际竞争合作的重要平台，都市圈是城市群内部以超大特大城市或辐射带动功能强的大城市为中心、以1小时通勤圈为基本范围的城镇化空间形态。在交通方面，特别提出要打造轨道上的都市圈。统筹考虑都市圈轨道交通网络布局，构建以轨道交通为骨干的通勤圈，探索都市圈中心城市轨道交通适当向周边城市（镇）延伸。

连接中心城区与周边郊区乃至周边城市的市域轨道交通线路，其服务客流组成类型多样，需求也各有侧重点，因此需针对不同需求的乘客提供差异化服务，实现市域轨道交通线路快速、高效的服务水平。

针对国内现状可以看出，快慢车运营组织下的理念比较特殊，与常规轨道交通设计有着较为明显的差别，目前快慢车虽在国内有部分线路已经运营，但并无明确的设计规范作为依据，故从技术发展来看，亟需深入研究快慢车组织的适用性与收益分析、运营模式与开行方案等设计方法与理论，并紧扣快慢车运输组织特点，对线路平纵、轨道、车站、区间结构、牵引供电系统、隧道通风系统等多专业进行研究，系统梳理出一整套的快慢车设计方法、标准、评价体系等，能够指导以后类似线路的设计。

（1）从跨站停模式、追踪不越行模式到追踪越行模式，进而提出市域线快慢车组合运营模式特征，通过分时段、分区段、多种类的快慢车组织，实现全线差异化和分层次服务的快速轨道交通运营模式。提出市域线快慢车运营模式层级划分，分析不同模式的特点和应用条件。

（2）系统建立了快慢车运营模式适用性分析方法，从客流特征、线路条件、系统选型等方面归纳总结开行快慢车的基本条件和特点。针对不同类型客流出行特征，提出相适应的快慢车运行方式。

（3）采用定性分析+定量计算进行综合研判，从节省整体出行时间、加快车辆周转、促进客流增长、提升沿线土地价值、节省运营能耗、增加工程投资、降低慢车服务水平等多个角度全面辩证地研究了市域线快慢车运营模式的收益分析方法。

（4）构建快慢车+互联互通运输组织模式，研究车辆制式、信号系统、土建设施等关键技术，实现市域线快慢车运营与跨线运营的协同组织。

（5）制定了快慢车客流预测、车站站台规模、时刻表行车、避让模式、最大停站时间、快慢车压力舒适度等一系列标准。

（6）紧扣沿线车站客流分布特征，制定相应的快慢车开行方案设计方法，并构建了快慢车开行方案优化模型和运行图铺画模型。利用运行图铺画算法实现开行方案对应的运行图，探讨快慢车开行方案运行图的铺画特征和通行能力。

（7）制定了一整套的避让站确定方法，包括经验判断法、运行图铺画法、动态仿真模拟法。采用动态模拟软件评估快慢车运营模式下避让站设置合理性，提出避让站冗余性设计原则。

（8）建立列车动力学运行过程仿真模型，开发城市轨道交通节能坡设计方案能耗仿真评估系统，提出了快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法。

（9）对快慢车模式下的轨道系统设计关键技术进行研究，包括道岔选型设计与超高设计等。针对典型避让站道岔选型方法进行研究，提出高架避让站选用18号道岔，在有限增加投资前提下实现进出站效率明显提升。

（10）结合市域线快慢车运营模式更适合于高架线路的特点，研究提出高架车站形式、层高设计要点。应用风车桥耦合振动分析方法，提出了快慢车避让站前后区间桥梁结构形式优化。

（11）建立基于快慢车模式下的轨道牵引供电系统数学模型，运用定性分析（功率叠加分析）加定量分析（快慢车运行图法仿真计算）方法，全面研究快慢车运行对轨道交通牵引供电系统（容量选型、系统运行方式等）的影响。

（12）构建了五位一体宣传理念与导向设计，建立快慢车模式宣传指引服务体系，提供针对性的乘客引导措施，实现乘客出行全过程覆盖。

（13）采用定性分析和定量分析相结合、最后归结到定量指标中的原则进行深入分析，针对乘客和企业两方面的效益进行综合评价，应用成本折算法和熵权法两种综合评价算法，从服务水平、运输能力和企业成本三方面，建立了一整套的快慢车方案评价指标体系。

1）环保节能

采用本方法后，可针对不同出行需求的乘客提供多层次服务，精准投放运能，实现总的乘客出行时间减少。由于大站快车停站数量减少，在部分车站不停靠通过，能够减少列车牵引和制动带来的能耗，实现较为显著的节能效果。

市域轨道交通是民生工程，实施优化措施后，可以加快车辆周转，节省整体出行时间，提高了乘客舒适度水平，提升了轨道交通出行服务品质，提高公共交通分担率，减少道路交通的污染物排放。

2）创新性

（1）针对市域线快慢车运营组织模式进行多项理论创新，提出快慢车模式层级划分。首次从客流特征、线路条件、系统选型等方面全面归纳总结开行快慢车的基本条件和特点，系统建立了快慢车运营模式适用性分析方法。

（2）从节省整体出行时间、加快车辆周转、促进客流增长、提升沿线土地价值、节省运营能耗、增加工程投资、降低慢车服务水平等多个角度全面辩证地研究了市域线快慢车运营模式的收益分析方法。

（3）首次构建快慢车+互联互通运输组织模式，研究车辆制式、信号系统、土建设施等关键技术，实现市域线快慢车运营与跨线运营的协同组织。

（4）率先制定了快慢车客流预测、车站站台规模、时刻表行车、避让模式、最大停站时间、快慢车压力舒适度等一系列标准。

（5）制定了一整套的避让站确定方法，包括经验判断法、运行图铺画法、动态仿真模拟法。采用动态模拟软件评估快慢车运营模式下避让站设置合理性。

（6）开发城市轨道交通节能坡设计方案能耗仿真评估系统，设计仿真实验方案一千余套，分别对快车停靠车站（大站）和越行车站（小站）的坡度坡长、区间坡进行实验，提出了快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法。

（7）首次应用风车桥耦合振动分析方法，提出了快慢车避让站前后区间桥梁结构形式优化。

（8）建立基于快慢车模式下的轨道牵引供电系统数学模型，运用定性分析（功率叠加分析）加定量分析（快慢车运行图法仿真计算）方法，全面研究快慢车运行对轨道交通牵引供电系统（容量选型、系统运行方式等）的影响。

（10）首次构建了五位一体宣传理念与导向设计，建立快慢车模式宣传指引服务体系，提供针对性的乘客引导措施，实现乘客出行全过程覆盖。 

1.4.1 针对市域线快慢车运营组织模式进行多项理论创新，提出快慢车模式层级划分，系统构建了快慢车适用性分析方法和收益分析方法

（一）统计分析国内外快慢车运营组织模式应用案例，提出市域线快慢车运营模式层级划分。

对国内外快慢车运营组织案例进行统计分析，从跨站停模式、追踪不越行模式到追踪越行模式，进而提出市域线快慢车组合运营模式特征，通过分时段、分区段、多种类的快慢车组织，实现全线差异化和分层次服务的快速轨道交通运营模式。提出市域线快慢车运营模式层级划分，分析不同模式的特点和应用条件。针对快慢车组合运营模式，从线路条件、时空需求、开行范围等角度进一步细化层级划分。

（二）系统建立了快慢车运营模式适用性分析方法。

从客流特征、线路条件、系统选型等方面归纳总结开行快慢车的基本条件和特点。客流特征方面，适用于点对点客流需求较大的线路或站点集散量极不均匀的线路；线路条件方面，快慢车运营模式更适用于高架为主的线路；系统选型方面，适用于大编组、低密度选型，提高开行方案的灵活性。更进一步地，提出节点分散型、一极集中型、二极型、贯穿城区型等客流出行特征，给出相适应的快慢车运行方式。

（三）全面研究了快慢车运营模式收益分析方法。

采用定性分析+定量计算进行综合研判，从节省整体出行时间、加快车辆周转、促进客流增长、提升沿线土地价值、节省运营能耗、增加工程投资、降低慢车服务水平等多个角度全面辩证地研究了市域线快慢车运营模式的收益分析方法。

（四）构建快慢车+互联互通运输组织模式，研究车辆制式、信号系统、土建设施等关键技术，实现市域线快慢车运营与跨线运营的协同组织。

通过车辆制式、信号系统、土建设施等关键技术保障，将同制式下跨线运营与快慢车运营相融合，开行跨线路大站快车，有效提升协同运输组织效率，提升沿线客流出行便捷性。目前已经应用于广州市轨道交通十四号线、知识城线的运营中。

更进一步地，对跨制式间线路互联互通进行了系统研究，探讨市域轨道交通与城际轨道交通之间互联互通设计理念。规划广州市轨道交通十八号线延伸线与广清城际轨道交通考虑互联互通条件，从车辆制式、运营模式及信号系统、供电系统、售检票等方面进行了全面分析。

1.4.2 制定了快慢车客流预测、车站站台规模、时刻表行车、避让模式、最大停站时间、压力舒适度等一系列标准

（一）针对快慢车运营特征，提出客流预测需包含有无快慢车下的客流结果对比，同时在快慢车模式下需分快车、慢车分别给出客流OD数据。

相较于全站站停模式，开行快慢车可以针对不同出行距离、出行需求的乘客提供差异化服务，合理的快慢车开行方案可以有效压缩中心区与外围重大客流集散点之间的出行时间，提升线路客流吸引力。因此，在客流预测工作中，需针对全站站停开行方案和初步的快慢车开行方案分别给出预测客流指标，对有无快慢车的客流结果进行对比。

同时，按照初定的快慢车方案，需要给出快车、慢车的客流OD。特别对于快慢车均停靠的线路中间站点，应给出快车与慢车在该站的换乘客流。

（二）分析不同类型车站的客流规律，精细化车站站台规模标准。

通过快慢车运营线路不同车站的详细调研，分析终点站、快慢车均停靠中间站、仅慢车停靠中间站三类车站客流组成，特别强调快车与慢车之间的换乘客流。

对于快车与慢车均停靠的车站，由于存在乘客对不同列车的选择，部分乘客候车时间延长，需针对不同站点客流进行细分，精细化站台规模计算，提高乘客服务水平。

同时结合站台客流分布与楼扶梯分布和乘客数量的三维关系，针对车站设计阶段提出了站台上乘客分布的不均衡系数，在车站设计中需考虑不均衡系数，以满足各部位客流需求，体现以人为本的设计理念。成果获得实用新型专利《一种城市轨道交通乘客最佳候车位置指导系统》。

（三）制定了快慢车模式下的时刻表行车标准。

提出快慢车模式下的时刻表设计理念——针对快、慢车差异化服务的预期管理。建立时刻表行车标准，按照逐层递进方式，对社会公布快车时刻表及慢车时刻表，让乘客逐步了解并适应快慢车组合运营模式。

（四）制定了快慢车避让模式标准。

系统提出快慢分离型、快慢结合型两种避让模式。对于快慢分离型模式，慢车在非快车停靠站进行避让，越行效率较高，但快车与慢车之间在该站不可换乘。快慢结合型模式，慢车在快车停靠站进行避让，快车与慢车之间可相互换乘，乘客便利性好，缺点是慢车停站时间较长。

对于快慢结合型避让模式，在快车停车站，慢车与快车的乘客可在同一站台进行换乘，使得在非快车停车站之间出行的旅客也可分享便捷性提高的优势。

（五）分类制定了避让站慢车最大停站时间标准。

分析慢车避让快车时其停站时间的主要影响因素，包括避让模式、快慢车追踪时间以及快车停站时间。针对快慢分离型模式、快慢结合型模式，分类制定避让站慢车停站时间标准，提出一般停站时间为3分钟，最大停站时间不超过5分钟，已应用于广州市轨道交通十四号线、二十一号线运营中。

（六）制定了市域线快慢车的压力舒适度标准，提出隧道通风系统配置优化。

研究制定市域线快慢车的压力舒适度标准，包括压力变化率、压力波动幅值等，建议市域快速轨道交通快慢车采用800Pa/3s的压力舒适度标准。引入国际知名软件ThermoTun（隧道压力波分析软件），系统研究了快慢车模式下隧道及站台门风压影响，对应提出隧道通风系统配置优化。在站台门所承受的压力和噪音来看，建议在越行线和停车线间设置隔墙。该项成果已经应用于广州市轨道交通十八号线、二十二号线所有越行车站。

1.4.3 对运输组织设计、线路节能坡设置、轨道系统关键技术、高架车站与桥梁优化、牵引供电系统等多个专业设计方法进行了系统的研究与创新

（一）紧扣沿线车站客流分布特征，针对阶梯型分布客流、集中于特定车站客流等分布特征，制定相应的快慢车开行方案设计方法，并构建了快慢车开行方案优化模型和运行图铺画模型。

按照沿线各站的客流量分布、以及整条线路上的越行设施的配备情况，确定快慢车开行类型、开行比例与停站方案。

提出了基于乘客出行行为的快慢车开行方案双层规划模型。充分考虑乘客的出行选择行为，同时考虑了出行阻抗随列车停站方案的变化而变化。利用运行图铺画算法实现开行方案对应的运行图，探讨快慢车开行方案运行图的铺画特征和通行能力。已申请专利《一种城市轨道交通快慢车运行图优化方法与系统》。                             

（二）制定了一整套的避让站确定方法，提出避让站冗余性设计原则。

从经验判断、运行图铺画、动态仿真模拟等方面制定了一整套的避让站确定方法。（1）经验判断法。分析远期开行对数、快慢车比例以及大站停靠数量等主要影响因素，初判避让站方案。（2）运行图铺画法。通过铺画各设计年限上下行方向的运行图，选择合理的避让站。（3）动态仿真模拟法。采用成熟的轨道交通运行仿真软件，通过输入设计参数，验证避让站选取的合理性。（4）重点提出避让站冗余性设计原则，需考虑不同开行方案（如不同的快慢车比例、不同的快车停靠站点等）下的避让站适应性及避让站道岔故障后的系统适应性。

（三）研究了快慢车节能坡设计方法，开发了轨道交通节能坡设计方案能耗仿真评估系统。

建立列车动力学运行过程仿真模型，开发了城市轨道交通节能坡设计方案能耗仿真评估系统，设计仿真实验方案一千余套，分别对快车停靠车站（大站）和越行车站（小站）的坡度、坡长、区间坡进行实验，提出了快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法。已申请专利《一种快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法》。

（四）对快慢车模式下的轨道系统设计关键技术进行研究，包括道岔选型设计与超高设计等。

1、针对典型避让站道岔选型方法进行研究，提出高架避让站选用18号道岔，在有限增加投资前提下实现进出站效率明显提升。

根据快慢车道岔直向与侧向通过速度需求，对9号、12号、18号、30号、42号道岔等（包括固定辙叉与可动心轨辙叉）进行综合对比，针对双岛四线、单岛四线等典型避让站形式进行了研究。目前设计中避让站多采用12号道岔，经研究，建议在高架避让站可采用18号道岔，对侧向进站停车的站站停列车节时效果明显，而土建投资增加较小。

2、研究了快慢车模式下超高设计方法。

在快慢车模式下，由于通过同一曲线的大站快车和站站停列车速度可能存在不同，特别在非快车停靠站前后，不同列车的速度差异较大，如何选择合理超高成为设计难点。

对超高设计的极值平均法和均方根速度法进行综合对比，研究发现当大站快车与站站停列车的对数比越悬殊，超高计算差值越大；均方根速度法更趋近于列车对数较多的模式，计算欠、过超高更为合理、更具科学性。经综合比选，建议市域线快慢车模式下的轨道超高计算，应综合考虑快车、慢车的通过速度，采用均方根速度法更为合理。

（五）结合市域线快慢车运营模式更适合于高架线路的特点，研究提出高架车站形式、层高设计要点。应用风车桥耦合振动分析方法，提出了快慢车避让站前后区间桥梁结构形式优化方法。

快慢线高架车站须在城市景观、行人与车辆的交通空间、节能环保等环节考虑更多设计内容。对于高架双岛四线车站提出路中双岛式和分离岛式等车站形式。路中双岛式车站可通过适当加大桥梁高度，增加喇叭口段通透性等手段减少对道路景观的影响，可作为首选方案。

进一步地，对车站高度进行了详细研究，采用8m的桥高可以在车站下部形成采光、通风和高架两侧街道相互通视的条件，减少空间的压抑感。站台建议4m净空设计，增加通透感。

在桥梁结构方面，应用风车桥耦合振动分析方法，提出了快慢车避让站前后区间桥梁结构形式优化。对于下部结构采用Y型墩与门架墩，控制好横向刚度，快慢线车站前后区间由原来10个门架优化为2个门架墩。对于双线过渡为四线的喇叭口桥梁区域，上部结构单线、双线分副，减小了工程规模及投资，结构轻巧，桥下空间通透，采光好。该成果已应用于广州市轨道交通十四号线钟落潭站、太平站和二十一号线金坑站等多个高架车站中，目前已开通运营。

（六）开展基于快慢车运行的轨道交通牵引供电系统仿真分析，研究快慢车模式下的整流机组容量选型、中压网络电缆选型以及继电保护整定等牵引供电系统关键技术。

建立基于快慢车模式下的轨道牵引供电系统数学模型，运用定性分析（功率叠加分析）加定量分析（快慢车运行图法仿真计算）方法，全面研究快慢车运行对轨道交通牵引供电系统的影响。快慢车模式下牵引网中功率平衡的不确定性增加。通过快慢车运行图的优化调整可以提高列车再生制动的相互吸收率，同时牵引变电所的逆变回馈装置能够及时消纳富裕列车再生制动功率，有利于牵引供电系统的节能运行。

1.4.4 构建了五位一体宣传理念与导向设计，建立快慢车模式宣传指引服务体系，提供针对性的乘客引导措施，实现乘客出行全过程覆盖

构建五位一体宣传理念与导向设计，通过车站内导向、列车标识与广播等信息，结合宣传手册、网络、媒体多渠道合力，让乘客尽快适应快慢车的运营组织形式并形成乘车习惯。

（1）车站导向应提供准确的快慢车所到站信息指示和提示，便于乘客上车前辨别快车和慢车，同时规划好乘车路线。

（2）列车标识、列车广播等列车上的信息应及时传达快慢车停站信息，便于乘客在列车上及时选择到站站点。

（3）应固定列车时刻表，便于乘客养成习惯性乘坐；利用广告宣传等多种形式对乘客进行“培训”，最终达到节约乘客时间、发挥线路最大运力的目的。

（4）在开行快车后，还需不断调查乘客的需求，收集相关信息，并结合需求定期实施改善尤为重要。

1.4.5 在市域线快慢车运营效果评价与推广应用方面进行了多项尝试与创新

（一）构建了一整套的快慢车方案评价指标体系。

针对快慢车运营方案的评价涉及范围较广、系统较多、层次复杂的特点，采用定性分析和定量分析相结合、最后归结到定量指标中的原则进行深入分析，同时注重研究的科学性、实操性与易用性。

针对乘客和企业两方面的效益进行综合评价，应用成本折算法和熵权法两种综合评价算法，从服务水平、运输能力和企业成本三方面，建立了一整套的快慢车方案评价指标体系。

（二）积极推广已开通运营的广州快慢车线路，同时将课题研究成果推广应用到广州后续线路，以及福州、南宁等国内多座城市的在建与规划线路。

课题研究成果已成功应用于广州市轨道交通十四号线、知识城线和二十一号线，运营效果良好，社会反响热烈，快慢车模式逐步受到市民的认可。

十四号线于2017年底开通运营知识城支线，2018年底开通运营一期工程，是国内首条全日开行快慢车的轨道交通市域线，也是国内首条同时组织快慢车运营与主支线跨线运营的轨道交通市域线。十四号线定位为服务于从化市与中心区的快速联系，实现从化中心区至广州中心组团1h时空目标需求，同时兼顾白云区、从化市沿线组团发展引导的功能；支线功能定位为服务于知识城与中心城区的快速联系,同时兼顾知识城组团间的发展引导功能。

十四号线采用6辆编组B型车，最高速度120km/h，采用快慢车运营模式，同时初期采用知识城线跨线运营模式。该条线路也是全国首条快慢车组合运营+主支线跨线运营线路。快车跨线1次可节省旅行时间约10分钟，极大地提高了外围区域进入广州中心的效率。

十四号线主线13座车站，快车停靠站4座，越行9座车站，相比全站站停模式可节省旅行时间约8～10分钟。共线段快慢车比例采用1:2（1个快车+2个慢车），其中1列慢车无避让，另1列慢车避让1次。

十四号线全天候开行快慢车，按照平均客流计算，全天可节省乘客总出行时间约0.8万小时，全年可节省乘客总出行时间约290万小时，创造时间价值约5500万元。能耗节省也较为明显，按照现状开行对数，节省能耗费用近1000万/年。快慢车模式的开行受到社会热烈反响，客流效益逐步提升。                     

二十一号线于2018年底开通运营首通段工程，2019年底开通后通段工程，是广州市第2条开行快慢车的线路，采用中心区站站停、外围越行的运输组织模式，大站快车单程越行2列慢车，全程节省时间接近15分钟。

广州快慢车线路开通后，受到了业界的大量关注，目前已经接待各地地铁公司、设计同行考察20余次。十四号线与二十一号线的成功运营，也为本课题研究成果进一步推广至其他市域线路奠定了良好的基础。课题研究成果已在广州市轨道交通十八号线、二十二号线、二十八号线等在建与规划的市域线路中普遍应用，同时也推广应用到多个城市的市域线，如福州至长乐机场城际铁路、南宁武鸣线等。

1.5.1 技术成果评价

本课题以市域线快慢车运营模式综合技术为主要研究内容，基于国内外快慢车运营组织模式应用案例、既有研究成果，从运营规划、快慢车线路工程设计具体技术等层面，针对快慢车的适用性与收益分析、运营模式与开行方案、线路与轨道设计、车站与高架区间、供电系统、隧道通风系统等关键技术进行了深入研究，总结快慢车运营模式在规划、设计、运营方面的经验和教训以及应予注意的事项。

1）建立的市域线快慢车运营模式的收益分析方法，从节省整体出行时间、加快车辆周转、促进客流增长、提升沿线土地价值、增加工程投资、降低慢车服务水平等多个角度全面辩证地进行分析，以具体线路为案例进行了实证研究，确保分析方法的理论性与可操作性，属于国内领先水平。

2）构建的快慢车+互联互通运输组织模式，实现市域线快慢车运营与跨线运营的协同组织，已应用于广州开通运营市域线路中，效果良好，属于国内领先水平。

3）提出的基于乘客出行行为的快慢车开行方案双层规划模型，充分考虑乘客的出行选择行为，并利用运行图铺画算法实现开行方案对应的运行图，探讨快慢车开行方案运行图的铺画特征和通行能力。已申请专利《一种城市轨道交通快慢车运行图优化方法与系统》。

4）制定的快慢车客流预测、车站站台规模、时刻表行车、避让模式、最大停站时间、快慢车压力舒适度等一系列标准，在已开通的广州市轨道交通十四号线、二十一号线及在建十八号线等众多线路中采用，属于国内领先水平。

5）建立列车动力学运行过程仿真模型，开发了城市轨道交通节能坡设计方案能耗仿真评估系统，提出了快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法，填补了国内市域线节能坡设计的空白，实现轨道交通节能减排，已申请专利《一种快慢车组合运行条件下节能坡优化设计方法》，属于国内领先水平。

6）提出快慢车运营模式下不同类型车站的客流规律，实现站台规模计算精细化。结合站台客流分布与楼扶梯分布和乘客数量的三维关系，优化楼扶梯布局，并获得专利《一种城市轨道交通乘客最佳候车位置指导系统》，处于国内领先水平。

7）首次应用风车桥耦合振动分析方法，提出快慢车避让站前后区间桥梁结构形式优化，减小工程规模及投资，同时实现桥下空间通透，采光好，桥下道路行车舒适度增加，优化了道路景观。已应用于广州市轨道交通十四号线钟落潭站、太平站和二十一号线金坑站等多个高架车站，体现了智慧地铁、人文地铁的设计理念。

8）建立基于快慢车模式下的轨道牵引供电系统数学模型，运用定性分析加定量分析方法，全面研究快慢车运行对轨道交通牵引供电系统的影响，确保牵引供电系统运行可靠，已申请专利《一种基于快慢车的城市轨道供电系统设计方法》，属于国内领先水平。

9）项目实施达到了发展绿色、环保、便捷的公共交通系统要求，贯彻了“低碳经济、智慧城市、幸福生活”的城市发展目标，起到了节省乘客出行时间、提高车站服务水平、减少乘客拥堵、提高车站承载能力的效果，为实现公交优先，提高轨道交通分担率起到了重要推进作用，具有先行先试的示范性。

综上所述，《市域线快慢车运营模式综合技术研究应用与推广》研究目标清晰，技术路线合理，研究依据充分，研究方法有突出创新，研究成果全面、详细、技术含量高，已推广到广州市轨道交通十四号线、二十一号线进行了成功应用，运营效果良好，并逐步推广至广州后续市域线路，以及福州、南宁等国内多座城市的在建与规划线路。课题成果在技术创新性、节能经济性以及环境友好性方面有较好创新示范效应，为广州市和全国市域线快慢车运营模式设计提供了较好的经验。

1.5.2 专利与软著

本项目已申请6项专利和2项软件著作权：

1.5.3 编制技术规范标准

1）《广州市轨道交通新线工程设计技术标准》，广州地铁集团有限公司企业技术标准（Q/GZMTR-JS-SJ-001-2018）

2）《地铁列车定员、车站规模动态计算方法及其标准研究》（2016年）

3）《自动导向轨道交通设计规程》，中华人民共和国住房和城乡建设部标准

4）《城市轨道交通直线电机牵引系统设计规范》（CJJ 167-2012）

1.5.4 著作论文

项目成果已成功应用于广州市轨道交通十四号线、二十一号线。十四号线于2017年底开通运营知识城支线，2018年底开通运营一期工程，是国内首条全日开行快慢车的轨道交通市域线，也是国内首条同时组织快慢车运营与主支线跨线运营的轨道交通市域线。

（1）十四号线开通运营后，根据沿线客流交互需求，采用快慢车组合运营+主支线跨线运营的组织模式，快车跨线1次可节省旅行时间约10分钟，极大地提高了外围区域进入广州中心的效率。

（2）十四号线采用高密度的快慢车组合运营服务，列车平均间隔6min以内，最小间隔约3min，相比站站停模式可节省1列运用车，提高了车辆周转效率。

（3）开行快慢车效益显著。避让站建设投资增加约4000万元（钟落潭站），节省出行时间价值超5500万元/年，节省能耗费用近1000万/年，并有效吸引了沿线居民出行，促进了沿线地价提升。

（4）十四号线开通运营后，社会反响热烈，快慢车模式逐步受到市民的认可。为不同出行需求乘客提供差异化和分层次服务，提高了乘客服务水平，带来客流的稳步提升，为实现公交优先，提高轨道交通分担率起到了重要推进作用，具有先行先试的示范性。

目前我国已经建成城市轨道交通线路长度超过了6000km，随着我国城市化进程的快速推进，城市规模不断扩大，城市格局由原来的单一中心向多中心、多组团转变，市域轨道交通也将进入新的发展阶段。快慢车运营组织模式能够更好的适应市域线的客流出行需求、实现高效优质的运营服务，同时也利于合理分配运能，应用前景广阔。以广州为例，规划地铁线网将达2000km规模，其中市域快速线路将超1000km规模，市场需求巨大。

本研究基于快慢车实际应用案例、国内外研究成果等，采用定性分析+定量计算进行综合研判、并构建数理模型和评价体系的整体分析方法，系统地提出了快慢车适用性与收益分析、运营模式与开行方案等设计方法与理论，并紧扣快慢车运营组织特点，对线路节能坡设置、轨道系统关键技术、高架车站与桥梁优化、牵引供电系统、隧道通风系统等多专业进行研究，系统梳理出一整套的快慢车设计方法、标准、评价体系等。其他快慢车研究项目仅针对某一方面进行分析。

本研究分析不同类型车站客流组成，特别强调快车与慢车之间的换乘客流，精细化站台规模计算。结合现场调查数据，分析站台客流分布与楼扶梯分布和乘客数量的三维关系，针对车站设计阶段提出了站台上乘客分布的不均衡系数，体现以人为本的设计理念。

成果产业化前景分析：目前国内市域轨道交通线路发展迅速，其系统选型与运营模式、开行方案、由于快慢车运营组织带来的各系统联动综合研究极为重要。适合的快慢车运营组织方案将直接影响该条线路乃至区域线网的运营服务水平、服务效率。当前市域轨道交通发展前景较好，以广州为例，规划地铁线网将达2000km规模，其中市域快速线路将超1000km规模，市场化推广前景好。 

（1）引起客流诱增效益，增加运营票务收入

大站快车的开行使得市区与郊区之间时空距离缩短，有效吸引了沿线居民出行，带来线路客流稳步增长。以广州市轨道交通十四号线为例，2019年底日客流量约25万人次，其中大站快车开行带来的客流增长约3～5%，全年票务收入将增加1600～2700万元。

（2）节省运营能耗

由于大站快车在部分车站不停靠通过，减少了列车牵引和制动带来的能耗，实现较为显著的节能效果。目前广州市轨道交通十四号线大站快车单程越行9座车站（嘉禾望岗—东风）/14座车站（嘉禾望岗—镇龙），全天可节省能耗约3.43万kwh，全年节省电费达950万元。

（3）加快列车周转，节省列车购买费用及日常养护维修

快慢车模式下，节省列车总停站时间，可以加快车底周转，在总开行对数相同的条件下，可以节省上线列车。目前广州市轨道交通十四号线高峰期上线车共16列（其中大站快车发车间隔约35min，上线车3列；慢车发车间隔约8.8min，上线车13列），相比全站站停模式同等开行对数下上线车17列，可节省1列车，节省购车费用约4800万元，此外还可节省列车日常养护维修费用。

（1）节约乘客出行时间，通过开行大站快车，提高客流直达性，减少总体出行时间，节约时间成本。以广州市轨道交通十四号线为例，通过采用全天候快慢车运营服务，按照平均客流计算，全天可节省乘客总出行时间约0.8万小时，全年可节省乘客总出行时间约290万小时，创造时间价值约5500万元。

（2）提升沿线土地价值。对于市域速轨道交通而言，由于其多服务于城市郊区、周边新城与城市中心区的联系，能否实现快速、直达的出行至关重要。开行快慢车模式可有效提升线路时空目标，大幅压缩中心区与外围重大客流集散点之间的出行时间，为不同出行距离、出行需求的乘客提供差异化服务，进而有效提升沿线土地价值。

（3）市域轨道交通是民生工程，实施快慢车运营组织方案，可为乘客提供多层次服务，精准投放运能，提升了轨道交通出行服务品质，增加轨道交通吸引力。