6_城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力

1、16.1 6.1 城市軌道交通系統(tǒng)能力的概念城市軌道交通系統(tǒng)能力的概念（1）設計能力： 某一線路上某一方向1h內通過某一點的旅客數(shù)量。設計能力 = 線路能力列車能力 線路能力指每小時通過的列車數(shù)； 列車能力指列車容納的旅客人數(shù)，等于每列車車輛數(shù)乘以每輛車定員數(shù)。設計能力 = 線路能力每列車車輛數(shù)每輛車定員數(shù) 2（2）可用能力： 在容許旅客需求發(fā)散條件下，某一線路某一方向1h所能運送的最大旅客數(shù)量?？捎媚芰?= 設計能力高峰發(fā)散系數(shù) 一般的，高峰期能力利用系數(shù)在0.700.95。36.2 6.2 運輸能力的影響因素運輸能力的影響因素6.2.1 6.2.1 線路能力線路能力 線路能力是指在采用一定

2、的車輛類型、信號設備和行車組織方法條件下，城市軌道交通系統(tǒng)線路的各項固定設備在單位時間內（通常是高峰小時）所能通過的列車數(shù)。 4 線路能力計算依據(jù)： （1）線路 （2）列車折返設備 （3）車輛段設備 （4）牽引供電設備 供電車輛段折返線路最終nnnnn,min56.2.2 6.2.2 列車能力列車能力 列車能力：列車能力 = 每列車車輛數(shù)每輛車定員數(shù) 每輛車定員數(shù)：每輛車定員數(shù) = 車廂固定座位數(shù)+車廂有效站立面積每單位面積允許站立人數(shù) 6 車輛能力 1）面向設計的能力 如果選擇了某一類車輛： （1）座位數(shù)，假定所有座位滿載。 （2）站立面積，即可用面積，要扣除座位旅客的腿部所占面積。 （3）

3、站立密度，一般的，高峰期短時間可承受的平均站立密度為4人/m2，距離長時應相應減少；有時，服務策略、地區(qū)條件也是調整的因子。 7 （4）站立效率，是用來增加或減少期望站立密度的一個直接因素，它需要兼顧站立空間的特性。 （5）輪椅調整系數(shù)，很多城市軌道交通系統(tǒng)是可兼容輪椅的，這一問題要在計算時加以考慮。一般的，一個輪椅所占面積可按1.21.5 m2計算，大致相當于26名站立旅客。 （6）行李調整系數(shù)，與輪椅類似，當旅客攜帶一些大的物體時，需要調整能力。 82）一般情況下的車輛可用能力 當沒有為系統(tǒng)選定車輛時，可以參考某種通用的車輛參數(shù)來計算能力。 影響車輛能力的主要參數(shù)包括： （1）車輛長度，可

4、參照按車鉤中點計算列車全長的車輛名義長度。 9 （2）車輛寬度，座椅后背高度處車輛的寬度，主要考慮到人的肩部較腳部寬。該處一般比地板高出0.8m，它比站臺水平上的車輛寬度寬0.100.15m，車輛寬度采用外部尺寸，再轉換為內部尺寸。一般可假定車體一側的墻厚為0.050.10m。 （3）無乘客空間，主要兼顧駕駛室、設備及端墻等，包括車鉤末端的300mm距離。 （4）座位密度，一般為1.52.0人/ m2，低限適合通勤或長距離市郊快速鐵路，高限適合某些重軌快速線路。 10 （5）座位利用率，與座位密度類似，旅客就座率也是一個特定場合的設計參數(shù)，受政策決策影響。 （6）標準密度，沒有被座位占用或為輪

5、椅、行李甚至自行車設計占用的車輛地板的空間一般可以容納4人/ m2。在北美，該值可在1.57人/ m2范圍內選取。116.2.3 6.2.3 車站對能力的約束車站對能力的約束 需要考慮以下因素： （1）車站能力，包括占有率的限制。 （2）站臺客流限制，主要是由于出入口的數(shù)量及寬度限制引起的。 （3）車站停留空間不足。 （4）收費系統(tǒng)的能力限制。126.2.4 6.2.4 其它影響因素分析其它影響因素分析 （1）站立密度不是絕對的4人/ m2，在擁擠條件下，人們可以擠得更緊。 （2）一般不可能設想多單元列車上所有車輛均同樣擁擠。 （3）還有一些其他因素會減少列車能力，如牽引力大小，車門問題，操作

6、者的差異。他們不僅會導致列車間隔的增大，還會增加間隔的變化幅度。 13 （4）最小間隔概念上沒有給運行圖留出間隙，以作為恢復晚點延誤的空當，它使得系統(tǒng)不能適應服務的變化。 （5）旅客需求在高峰期內一般也不是平均分布的，存在一些需求波動，這與特定的工作開始時間和結束時間有關。 （6）日常需求還存在一些隨星期、季節(jié)、假期、天氣而發(fā)生的波動，如周一與周五不同等，這增加了需求的不可預測性。 （7）客運需求是有一定彈性的，有時可以有一些擁擠和延誤。 146.3 6.3 線路通過能力線路通過能力6.3.1 6.3.1 線路通過能力計算原理線路通過能力計算原理 線路能力是系統(tǒng)綜合能力的反應，決定于行車密度，

7、從而影響運輸能力。151）追蹤列車間隔時間 在列車追蹤運行的情況下，計算線路通過能力的一般公式為： 線路在1小時內能夠通過的最大列車數(shù)（列）； 追蹤列車間隔時間（s）。hn3600線路線路nh162）列車運行控制方式 列車自動控制的一般原理： 自動檢測追蹤運行列車的位置、速度和線路的平縱斷面等信息，并將檢測到的信息傳輸?shù)娇刂浦行模豢刂浦行母鶕?jù)接收到的信息、列車運行圖資料，自動生成對車載設備與地面設備的控制命令；車載設備與地面設備根據(jù)控制命令自動對列車運行間隔與速度等實施具體的控制。 目前使用的列車檢測技術：軌道電路技術、計軸設備、交叉感應環(huán)線、無線通信等17 軌道交通的列車運行控制方式：（1）

8、傳統(tǒng)信號的列車運行控制（2）采用ATC的列車運行控制（3）基于通信的列車運行控制18（1）采用傳統(tǒng)信號的固定閉塞列車運行控制 三顯示自動閉塞、四顯示自動閉塞GL列2L列2L閉L閉L閉GYR追LGL列2L列2L閉L閉L閉I追GYRL閉YG19 閉塞分區(qū)長度應同時滿足兩個條件： 大于或等于列車制動距離加上一個安全距離余量； 大于或等于列車長度。 在不考慮線路平縱斷面對制動距離的影響的情況下，計算公式：式中：vmax 列車最高運行速度（m/s）； f 安全系數(shù)，經驗取值為1.351.5； bmax 緊急制動減速度（m/s2）。max2max2bfvl分區(qū)20（2）采用ATC的固定閉塞列車運行控制 列

9、車自動控制（ATC）系統(tǒng)包括： 列車自動控制子系統(tǒng)（ATP）列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）列車自動運行子系統(tǒng)（ATO）列車運行自動化列車指揮自動化列車自動控制系統(tǒng)（ATC）21（3）采用無線通信的移動閉塞列車運行控制 移動閉塞ATC系統(tǒng)包括： 無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 控制中心設備 聯(lián)鎖區(qū)設備 車載設備等226.3.2 6.3.2 線路通過能力計算方法線路通過能力計算方法1）固定（自動）閉塞線路 后行列車從初始位置至前行車，需經過四個單項作業(yè)： 進站運行制動停車停站作業(yè)起動出站23（1）列車進站運行時間：式中：l站車站閉塞分區(qū)或車站軌道電路區(qū)段長度（m）； l列列車長度（m）； l制列車制動距離（m）；

10、li閉塞分區(qū)或軌道電路區(qū)段長度（m）； v運列車運行速度（m/s）。運制列站運vllllti)(5 . 024（2）列車制動停車時間：式中： v制制動初速度（m/s）； b常用制動減速度（ m/s2 ）。 bvt制制25（3）列車停站時間：確認不同開關下上高峰下上站ttttmdnppt)(26（4）列車起動出站時間：式中：a起動加速度（ m/s2 ）。（5）追蹤列車間隔時間（車站無配線）：allt/ )(站列加加站制運tttth272）移動自動閉塞線路 制動停車停站作業(yè)起動出站28（1）列車制動停車時間式中： t空制動空走時間（s）； v進規(guī)定的列車進站速度（m/s）。（2）列車停站時間：bv

11、tt進空制29（3）列車起動出站時間：式中： l安安全防護距離（m）。（4）追蹤列車間隔時間（車站無配線）：alllt/ )2(安站列加加站制ttth306.4 6.4 列車折返能力列車折返能力6.4.1 6.4.1 列車折返能力計算原理列車折返能力計算原理1）計算折返能力的一般公式 列車折返能力是指軌道交通折返站在單位時間（通常是高峰小時）能夠折返的最大列車數(shù)。 計算公式： 式中：h發(fā)折返出發(fā)間隔時間（s）。發(fā)折返hn3600312）折返出發(fā)間隔時間 折返出發(fā)間隔時間是指在折返作業(yè)正常進行、考慮作業(yè)與進路干擾情況下，折返列車在折返站的最小出發(fā)間隔時間。 列車折返間隔時間與列車在折返站停留時間

12、：326.4.2 6.4.2 列車折返能力計算列車折返能力計算1）終點站站后折返站臺33 計算公式：式中：t離去列車駛出車站閉塞分區(qū)的時間（s）； t作業(yè)出辦理出折返線調車進路的時間（s），包括道岔區(qū)段進路解鎖延遲、排列進路和開放調車信號等時間； t反應車載設備反應時間（s）； t出線列車從折返線至車站出發(fā)線的運行時間（s）。站出線反應出作業(yè)離去后發(fā)ttttth342）終點站站前折返（1）側到直發(fā)折返站臺站臺35 計算公式：式中： t作業(yè)接辦理接車進路的時間（s），包括道岔區(qū)段進路解鎖延遲、排列進路和開放調車信號等時間； t進站列車從進站渡線道岔外方確認信號距離至車站正線的走行時間（s）。（2

13、）直到側發(fā)折返形式站進站反應接作業(yè)離去前發(fā)ttttth36（3）直到側發(fā)、側到直發(fā)交替折返站臺站臺 站臺站臺 37 計算公式：)( ,max)2)(1(反應發(fā)作業(yè)離去發(fā)ttthh反應發(fā)作業(yè)進站反應接作業(yè)離去發(fā)tttttth)3)(2(383）中間站單向折返（1）站前直到側發(fā)折返站臺站臺BA(3)A(1)A(2)39（2）站后盡端線折返站臺A(3)BA(1)A(2)404）中間站雙向折返（1）站前渡線折返站臺站臺B(1)A(3)A(1)A(2)B(3)B(2)41（2）站后盡端線折返站臺A(1) B(3)B(1)A(3)B(2)A(2)426.5 6.5 列車能力計算列車能力計算列車能力（旅客數(shù)

14、/列車） = 每輛車載客數(shù)量列車中的車輛數(shù)量 城市軌道交通線路的輸送能力在線路條件一定的條件下，主要決定于列車編組輛數(shù)和車輛定員人數(shù)，具體計算公式為： 式中，p線路每小時最大輸送能力，人； P車車輛定員，人。車mPnpmax43（1）列車編組輛數(shù) 列車編組輛數(shù)確定的主要依據(jù)是預測的規(guī)劃年度早高峰小時最大斷面客流量，計算公式如下： 此外，在確定列車編組輛數(shù)時還應充分考慮如下制約因素： 站臺長度限制。 對線路能力的影響。 經濟合理性。)/(max車高峰PnPm 44（2）車輛定員數(shù) 車輛定員數(shù)，指城市軌道交通列車的額定載客量，由車輛的座位人數(shù)和站位人數(shù)組成，為車廂座位數(shù)和空余面積上站立的乘客數(shù)之和

15、。 站位面積，指車廂空余面積，為車廂面積減去坐位面積。 計算公式：客車輛定員數(shù)=車廂固定乘客座位數(shù)+車廂有效站立面積（m2）每平方米允許站人數(shù) 456.6 6.6 提高城市軌道交通系統(tǒng)輸送能力的措施提高城市軌道交通系統(tǒng)輸送能力的措施6.6.1 6.6.1 影響輸送能力的因素影響輸送能力的因素 （1）線路：包括正線數(shù)目，路權是否專用，交叉口的類型和交通控制方式等。 （2）車輛：包括車輛定員數(shù)，最高運行速度，加、減速度，車門數(shù)及車門寬度和座椅布置方式等。 （3）車站：包括站間距，站臺高度和寬度，售檢票方式和上下車區(qū)域是否分開等。 （4）列車運行控制：包括信聯(lián)閉類型和列車自動控制系統(tǒng)等。 46 （5

16、）運輸組織：包括列車間隔時間，列車編組輛數(shù)，列車在折返站停留時間，列車正點率，客流的時間和空間分布特征等。 （6）其他交通：在路權混用和平面交叉時，其他交通量及特點等。476.6.2 6.6.2 輸送能力加強的措施輸送能力加強的措施1）加強線路通過能力的措施 （1）修建新線，在既有雙線基礎上增加線路。 （2）改造線路平、縱斷面。 （3）客流量較大的中間站修建側線。 （4）客流量較大的中間站增建站臺，同時也可根據(jù)客流需求同步修建側線。 （5）使用新型車輛。48 （6）改進車輛設計。 （7）采用先進的列車運行控制系統(tǒng)。 （8）改用移動閉塞。 （9）分割車站區(qū)域軌道電路。 （10）采用跨站停車的列車

17、運行組織方式。 （11）加強站臺乘客組織。492）加強折返站折返能力的措施 （1）改變折返方式。 （2）折返線的配線形式。 增加發(fā)車線。 混合折返配線。 在終點站修建環(huán)形折返線。 （3）改變站臺結構。 （4）改變折返站控制方式，壓縮進路時間。 優(yōu)化折返站的道岔與軌道電路設計。 折返站采用自動信號設備。503）加強列車能力的措施 （1）優(yōu)化城市軌道交通車輛 選用定員數(shù)大的車輛。 優(yōu)化車輛內部布置。 （2）增加列車車輛編組數(shù)。516.7 6.7 提高城市軌道交通系統(tǒng)運行效率的措施提高城市軌道交通系統(tǒng)運行效率的措施6.7.1 6.7.1 出行速度的定義及其影響因素出行速度的定義及其影響因素 提高城市

18、軌道交通系統(tǒng)運行效率主要體現(xiàn)在提高旅客乘坐城市軌道交通出行速度。1）出行速度 出行速度，指的是乘客在城市中出行，按“門”到“門”出行距離和出行時間計算的平均速度。52 出行速度的計算公式：式中，v出行乘客“門”到“門”出行速度，m/s； s全乘客出行全程距離，m； t站外從出行起點至進站口與從出站口至出行終點的 時間和，s； t乘車乘坐城市軌道交通列車時間，s； t站內從進站口至上車、從下車至出站口以及在站內 換乘的時間，s。站內乘車站外全出行tttsv532）影響出行速度的主要因素（1）乘客從出行始、終點至車站的時間 主要取決于出行始點至車站的距離。 據(jù)國外研究，到達城市軌道交通車站的合理步

19、行區(qū)應是以車站為圓心，半徑為600800m的區(qū)域。 影響步行距離的主要因素是站間距。此外，還有道路網(wǎng)結構形式。54對于居住在合理步行區(qū)外的乘客，需要利用地面公共交通作為城市軌道交通的銜接工具。 據(jù)國外研究，為發(fā)揮城市軌道交通的快速優(yōu)越性，到達車站的合理接運交通區(qū)應是以車站為圓心，半徑為25003000m的區(qū)域。55（2）乘坐城市軌道交通的時間假設a=b，并且i加=i制=0，則該項時間可按下式計算：式中：n乘車區(qū)間數(shù)； v運列車運行速度，m/s。站運運加站乘車tnavvlsnt) 1()22(56（3）站內走行時間 車站出入口至站臺的水平和垂直距離 站臺入口數(shù)量 有兩個或幾個站臺入口有助于乘客縮短進出站的距離和時間； 也有利于乘客均勻分布在站臺候車，縮短列車停站時間。 通道、升降設備和售檢票設備等設施的通過能力 客流量； 設備的通過能力。57 候車時間 站臺候車時間的長短與行車間隔有關。 在行車間隔為25min的高密度行車情況下，站臺候車時間的理論平均值可等于行車間隔時間的二分之一。 換乘時間 乘客換乘時間主要是由于乘客在不同線路站臺間的換乘引起的。走行時間的長短與兩個站臺間的水平和垂直距離有關，取決于換