孫崇瑋,靳文琦

(北京市地鐵運營三分公司,北京 100032)

北京地鐵13號線2002年通車運營,全長約40.85 km,共17座車站,除東直門站外其他均為地上車站,平均站間距2.52 km,設(shè)置一個車輛段即回龍觀車輛段。13號線擴能提升后,其中13A全長31.3 km,車站19座,8B編組,新建一個停車場小辛莊車輛段;13B全長32.2 km,車站15座,6B編組,使用現(xiàn)有回龍觀車輛段,龍澤預(yù)留混跑進(jìn)路。線路拆分前,按新建的“一字線”與既有的“U字線”兩線獨立運營。兩線在新龍澤站設(shè)置了互聯(lián)互通配線條件,可根據(jù)客流交換情況選擇開行跨線列車。

1 乘務(wù)計劃模塊化

列車司機作為城市軌道交通運營單位的關(guān)鍵崗位之一,其司機生產(chǎn)率反映了運營單位的勞動效率,體現(xiàn)了管理水平[1]。乘務(wù)計劃編制結(jié)果決定一條線路司機運用人數(shù)及工作量。乘務(wù)計劃是列車司機執(zhí)行運營任務(wù)的依據(jù),是將全日運營任務(wù)分配給列車司機的一種方式。乘務(wù)員通過計劃直觀掌握時間和空間的工作要素。乘務(wù)排班求解問題涉及條件較多,求解復(fù)雜,不同乘務(wù)環(huán)境,乘務(wù)模型及求解算法也存在差異[2]。通過線路運力投放的規(guī)律設(shè)定模塊化編制階段,再通過不同的列車運行圖相同的模塊化編制輸出對應(yīng)的乘務(wù)計劃。從乘務(wù)方式(輪乘站設(shè)定)、乘務(wù)性質(zhì)(任務(wù)單元的組合)、乘務(wù)模式(班制設(shè)定)以模塊化編制乘務(wù)計劃。

乘務(wù)方式是根據(jù)線路輪乘站進(jìn)行設(shè)定,運營任務(wù)通過設(shè)定“點”分割成“線”形成任務(wù)單元,是單一的工作任務(wù),體現(xiàn)時間、空間、性質(zhì)、任務(wù)要求的元素。集合點為輪乘站和車輛段,將運營任務(wù)進(jìn)行劃分。變量集合點是輪乘站的設(shè)定,輪乘站是負(fù)責(zé)司機日常管理工作、組織出退勤工作,落實乘務(wù)運營計劃。定量集合點為車輛段負(fù)責(zé)停放列車等工作;乘務(wù)性質(zhì)為任務(wù)單元的任務(wù)量及任務(wù)單元組合,依據(jù)乘務(wù)方式對列車運行圖進(jìn)行劃分形成任務(wù)單元任務(wù)量,通過將所有任務(wù)單元排序依據(jù)乘務(wù)規(guī)則進(jìn)行重組形成單個班次;乘務(wù)模式是根據(jù)列車運行圖分析情況,匹配適應(yīng)當(dāng)前線路運營最佳班制。對班次進(jìn)行劃分及工作量均衡,在一個周期內(nèi)完成循環(huán)多個班次,保證乘務(wù)員滿足休息時間,符合安全運營要求,降低安全風(fēng)險。

2 乘務(wù)計劃優(yōu)化方案

2.1 乘務(wù)方式

乘務(wù)方式根據(jù)線路輪乘站進(jìn)行設(shè)定,是全日運營任務(wù)的拆分,是編制乘務(wù)計劃的基礎(chǔ),是乘務(wù)執(zhí)行值乘任務(wù)的依據(jù)。運營任務(wù)通過輪乘站劃分的形式,對運營任務(wù)進(jìn)行分割,設(shè)置不同的集合點所產(chǎn)生的運營任務(wù)截然不同。設(shè)置定量集合點和變量集合點建立路徑產(chǎn)生任務(wù)單元,直觀展現(xiàn)時間與空間的關(guān)系,直接反映運營效率和運營質(zhì)量。單次任務(wù)駕駛時間越長效率越高、疲勞度越高,而運營效率和運營質(zhì)量成反比關(guān)系,地鐵運營管理企業(yè)面臨著在確保運營安全的前提下降低運營成本和提升管理效率等問題[3],長時間連續(xù)行車就會產(chǎn)生駕駛疲勞,降低駕駛操作效能[4]。通過不斷探索集合點對運量最佳分割方案。通常情況下,折返線的線路通常設(shè)置在線路終點站或起始站,環(huán)形線路按照內(nèi)外環(huán)運行,通常設(shè)置在離車輛段較近的車站。

通過對13A、 13B線路基礎(chǔ)情況進(jìn)行分析, 13號線擴能提升后將分為2條線路、1個車輛段和1個停車場。乘務(wù)計劃集合點(輪乘站)的設(shè)置需滿足任務(wù)目標(biāo)及提升管理效率的需求。以車輛段首站、列車折返點、兩線相交匯等方面共計9種方案(見圖1)。雙線互聯(lián)互通情況下(見表1),優(yōu)缺點差異不同,最優(yōu)方案輪乘站設(shè)置為龍澤站。適應(yīng)未來軌道交通網(wǎng)絡(luò)化多條線路列車跨線運營模式,乘務(wù)員跨線共享運營任務(wù),計劃編制中將兩線任務(wù)量凹凸部分進(jìn)行互補,優(yōu)化人員使用率;先期采用“一字線”與既有的“U字線”兩線獨立運營,且雙向管理互通;集中管理,13A、13B兩線共享輪乘站,龍澤站設(shè)置派班室及應(yīng)急指揮室,負(fù)責(zé)兩線乘務(wù)員日常管理工作及突發(fā)情況對人員和列車的指揮工作,線路首尾呼應(yīng),快速處置,保障運營平穩(wěn)有序展開,降低運營成本中人員及管理的成本。

表1 雙線互聯(lián)互通集合點(輪乘站)設(shè)置情況

圖1 13號線擴能提升后集合點(輪乘站)設(shè)定車站

2.2 乘務(wù)性質(zhì)

乘務(wù)性質(zhì)是任務(wù)單元的組合,通過多個任務(wù)單元連續(xù)作業(yè),滿足當(dāng)日運營任務(wù)需求。連續(xù)作業(yè)受人員、環(huán)境、管理條件限制。環(huán)境受限于運營任務(wù)的不同,每個任務(wù)的集合點開始和結(jié)束的時空不同,在連續(xù)作業(yè)中,需考慮集合點相同空間和不同時間的銜接問題,段場出發(fā)集合點發(fā)生前無值乘任務(wù)單元,段場結(jié)束集合點發(fā)生后無值乘任務(wù)單元。人員受限于生理需求,通過值乘任務(wù)單元之間的時空差,完成連續(xù)作業(yè)。管理受限于相關(guān)法律及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),通過高效編制、合理安排,控制工作時間及工作強度。根據(jù)《城市軌道交通行車組織管理辦法》第三章第十二條,運營單位應(yīng)合理安排駕駛工作時間,單次值乘的駕駛時長不應(yīng)超過2 h,連續(xù)值乘間隔不應(yīng)小于15 min。

根據(jù)制定乘務(wù)方式,在龍澤設(shè)置輪乘站。乘務(wù)員執(zhí)行工作任務(wù),各次列出均在13A為龍澤上行,13B為龍澤下行交接車。分為單獨線路乘務(wù)交路及混跑線路乘務(wù)交路。單獨乘務(wù)交路及混跑乘務(wù)交路為A、B線統(tǒng)一管理,在編制乘務(wù)計劃中,會出現(xiàn)一個周期內(nèi)交叉接A、B運營任務(wù)。乘務(wù)員需掌握2條線路的運營能力。兩線任務(wù)單元10種,混跑任務(wù)單元6種(見表2)。根據(jù)列車運行圖提取相應(yīng)數(shù)據(jù),形成任務(wù)的單元,是乘務(wù)員直觀了解運營任務(wù)的方式。

表2 13號線擴能提升后龍澤站集合點運行交路

2.3 乘務(wù)模式(班制)

乘務(wù)模式是設(shè)定班制的模式,司機在單日完成運營任務(wù),多個班次在幾天內(nèi)完成一個循環(huán)。北京地鐵2001年前采用包乘制將多名乘務(wù)員劃分乘務(wù)組,固定負(fù)責(zé)此列車的運用、調(diào)試、保養(yǎng)等工作。現(xiàn)階段軌道交通常用的輪乘制分為四班三運轉(zhuǎn)、五班三運轉(zhuǎn)、綜合班制,根據(jù)運營分成若干個輪乘組,根據(jù)乘務(wù)計劃依次輪乘執(zhí)行列車運用任務(wù)。從以往管理模式與當(dāng)前管理模式進(jìn)行分析,尋找適應(yīng)未來發(fā)展的管理模式。

2.3.1 輪乘制與包乘制分析

包乘制是固定的乘務(wù)組,在司機長的組織下完成每日運用任務(wù)及列車保養(yǎng)工作等。這種制式的優(yōu)點是提升了乘務(wù)員對列車的責(zé)任心,有利于車輛的保養(yǎng)工作,乘務(wù)員熟知所駕駛列車的性能,便于其鉆研技術(shù);為車輛管理工作提供便利。正線根據(jù)運用車組數(shù)設(shè)定包乘組,每個包乘組為獨立的個體,內(nèi)部進(jìn)行工作安排,通過列車劃分時空關(guān)系。根據(jù)分配運行圖時刻表執(zhí)行運營任務(wù)。包乘組負(fù)責(zé)列車運用、列車日常檢查、協(xié)助列車運用(部分)等,維修中心輔助完成車場列車運用工作。

輪乘制是根據(jù)運營需要整體編制、統(tǒng)一管理的原則,設(shè)定乘務(wù)模式(班制)、乘務(wù)性質(zhì)(交路)、乘務(wù)方式(輪乘站)等。根據(jù)列車運行圖劃分工作任務(wù),多班組執(zhí)行相同任務(wù)的不同時段。單個運營任務(wù)后根據(jù)乘務(wù)規(guī)則排列繼續(xù)值乘下一次的運營任務(wù),不固定車。乘務(wù)中心正線分為輪乘A、B、C、D車隊通過時空關(guān)系劃分列車運用,每個車隊根據(jù)運營任務(wù)設(shè)定相應(yīng)輪乘組,輪乘組根據(jù)正線乘務(wù)計劃執(zhí)行運營任務(wù),合理安排工作計劃等。維修中心負(fù)責(zé)列車日常檢查及協(xié)助列車運用工作。

輪乘制中整體結(jié)構(gòu),主要為人員計劃及列車計劃。分別為運營任務(wù)周期、人員周期、時刻表周期、列車周期。輪乘制為獨立的人員計劃和列車計劃及獨立的4個周期(見圖2),編制中受限性較小,單獨運轉(zhuǎn),統(tǒng)一管理,獨立整體拼合。當(dāng)一方出現(xiàn)突發(fā)情況不影響其他方面。任務(wù)周期是將運營任務(wù)根據(jù)乘務(wù)規(guī)則編制的司機計劃形成的;人員周期是根據(jù)任務(wù)周期安排相應(yīng)人員計劃所形成;時刻表周期是列車運行圖中運行表號個體形成的;列車計劃是時刻表周期和列車周期,列車周期是根據(jù)維修計劃及運營周期形成的。任務(wù)周期與人員周期對應(yīng)轉(zhuǎn)動形成人員計劃,時刻表周期與列車周期轉(zhuǎn)動形成列車計劃,列車計劃與人員計劃轉(zhuǎn)動形成運營任務(wù)。包乘制中整體結(jié)構(gòu),主要為人車計劃,從各項元素將其串聯(lián),包乘組為一個獨立的個體,根據(jù)運用車組設(shè)定無相對應(yīng)包乘組。編制中受限性較大,人員及列車需同時考慮,管理較為分散,每個獨立個體數(shù)量較多,統(tǒng)一管理及監(jiān)管難度較大,當(dāng)一方出現(xiàn)問題,牽動全部運轉(zhuǎn)。

圖2 輪乘制及包乘制乘務(wù)計劃編制因素

2.3.2 輪乘班制優(yōu)化

當(dāng)前運力投放模式分析,運用“超常超強”運營模式,“精準(zhǔn)運力投放”的運營方式。工作日運營任務(wù)高峰與平峰、工作日與雙休日運力差異峰谷較為凸顯,人員使用率較低。列車運行圖根據(jù)客流斷面等因素確認(rèn)列車列數(shù),高峰轉(zhuǎn)平峰時段列車數(shù)量會出現(xiàn)峰谷情況,高峰列車退出正線運營,將出現(xiàn)大量司機堆積等候值乘的情況發(fā)生,由于休息時間過于冗長,在平日、節(jié)日運行圖轉(zhuǎn)換時,峰谷問題相繼出現(xiàn)。根據(jù)運行圖分配值乘任務(wù),由于早晚高峰運力及平峰運力差異較大,高峰與平峰運力比例為2.5∶1,早班及晚班人員數(shù)量有限,將白班分為早白班、白班、夜白班三種。其中早白和夜白班分擔(dān)早晚班高峰時段運營任務(wù),高峰與平峰的運行受限出現(xiàn)大量人員堆積等候運營任務(wù)。

當(dāng)前乘務(wù)模式分兩種模式進(jìn)行優(yōu)化,當(dāng)前乘務(wù)模式四班三運轉(zhuǎn),分為A、B、C、D四個輪乘班組完成每日運營工作。優(yōu)化一:五班三運轉(zhuǎn),在相同人員情況下,班次數(shù)量的增加,班次方式的重組,將原有白、夜、早調(diào)整為夜、白、早,乘務(wù)員工作時間和工作強度與休息時間同時上升。絕大部分工作日高峰與平峰工作量呈現(xiàn)峰谷問題,而工作日與節(jié)假日人員使用率不匹配可通過減少單個班次的人員來減少空閑人員。優(yōu)化二:獨立高峰班組為切入點,提出了任務(wù)均衡模式(DRM)的峰班輪轉(zhuǎn)模式[5]。綜合班制分為四班三運轉(zhuǎn)及高峰組,分為A、B、C、D四個輪乘班組及R輪乘高峰班組共同完成每日運營工作。

2.3.3 乘務(wù)計劃編制人員計算

集合點(輪乘站)設(shè)置在龍澤車站為最優(yōu),滿足乘務(wù)性質(zhì)里任務(wù)單元的組合條件,在相同的運營任務(wù)情況下,13A、13B線路高峰時段列車最小間隔2.5 h,分別運用車組40輛、38輛列車計算,乘務(wù)計劃編制中預(yù)備率為15%。對比四班三運轉(zhuǎn)、五班三運轉(zhuǎn)、綜合班制(四班制、高峰班組)、包乘制人員使用情況(見表3),綜合班制人員使用率較高,適應(yīng)13A、13B線路應(yīng)用。

表3 13A、13B線路人員計算

3 結(jié) 論

軌道交通運營里程的延伸,地鐵運營項目給政府帶來的財政壓力日益增多,地鐵自身以公益性為主,運營中難免出現(xiàn)虧損情況。如何降低運營成本成為現(xiàn)代化軌道交通運營需研究的課題,人員及設(shè)備成為降低成本的主要方面。針對13號線擴能提升后人力與運力最優(yōu)匹配問題,采用乘務(wù)計劃編制模塊化方法,得出最優(yōu)方案為龍澤作為輪乘站及最優(yōu)輪乘單元組,綜合班制適應(yīng)未來13號線擴能提升后乘務(wù)計劃編制模式。地鐵司機是地鐵安全運營的最后一道防線,優(yōu)化乘務(wù)計劃編制,提高乘務(wù)員工作效率,對工作強度進(jìn)行頻次控制,保證乘務(wù)員在上班時間精神充沛,降低安全風(fēng)險。