地铁通过能力的探讨

王建国

(中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133)

地铁通过能力的探讨

王建国

(中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133)

本文通过对追踪时间、站后折返时间、站后发车时间、站后接车时间的详细论述及计算,探讨线路最大通过能力,对地铁折返能力设计值得借鉴。

地铁通过能力 站后折返 站前折返 折返时间

1 引言

随着国民经济的发展及城市的扩张,诸多一二线城市地面交通日趋饱和,如何解决城市人口在市区内的快速流动,是一个迫切需要解决的问题;由于地下铁道较轻轨交通及公共汽车、电车具有输送能力大、准时、快捷、安全正点且利于环境保护及节省土地资源等特点而成为首选手段之一。

2 地铁通过能力

线路通过能力是指城市轨道交通线路的各项固定设备在采用一定的行车组织方法的条件下,高峰小时内所能通过的最大列车数。它的大小取决于线路条件、信号系统、车辆设备的性能及折返能力和列车停站时间等因素。

地铁折返有站前、站后两种折返方式;由于站前折返出发列车和到达列车存在敌对进路且通过能力低,站后折返采用平行进路,避免敌对进路,出站速度高,折返线在运营时间外,兼做列车临时检修线或夜间停车使用;站后折返较站前折返更安全、通过能力更大。

3 折返计算参数

列车正线运行速度80km/h

60kg 9号道岔侧向过岔速度35km/h

站台有效长度120m

9号道岔中心至有效站台边缘(端部)距离22m

列车起动平均加速度0.9m/s2

列车制动平均减速度1.0m/s2

安全距离 50m 道岔解锁及办理进路时间13s

设备确认时间3s 列车长度(B型车,6辆编组)114m

4 折返计算常用公式

5 通过能力计算分析

本文对常见的追踪列车时间、站后接车时间、折返时间、发车时间间隔4种模式进行探讨,从而确定线路最大通过能力;折返车站采用12m岛式站台,站台有效长度120m。

5.1 追踪列车时间间隔

为保证行车安全,追踪列车的最小空间间隔采用列车常用制动距离+安全距离模式;其时间间隔为从1号列车出清车站开始,2号列车进站、停站、出站时间之和。2号列车在进站前首先以80Km/h的速度尽可能多的运行,然后在站内做匀减速运动到停车,经停站后,出站后做匀加速运动(图1）。

5.1.1 进站阶段,首先做匀减速运动,然后停车

(1)做匀减速运动到停车阶段

(2)匀速运动阶段

距离s=247+50+120-246.9=170.1m

5.1.2 列车停站时间

t3=30s

5.1.3 出站阶段,首先做匀加速运动,然后做匀速运动

(1)匀加速运动阶段

5.1.4 追踪列车时间间隔

tt1+t2+t3+t4+t5=79.9s

5.2 接车时间间隔

1号列车出清D点开始,2号列车进站、停车、出站的时间间隔。其运行模式与追踪时间间隔计算相似。2号列车首先以80km/h速度尽可能多的运行,然后在站内做减速运动到停车,经停站时间后,出站列车首先做加速运动,待速度达到35km/h后再做匀速运动,出清D点所需要的时间(图2）。

5.2.1 进站阶段,其运行模式与追踪列车相同

(1)列车做匀减速运动到停车

时间t1=22.2s 距离s=246.9m

(2)做匀速运动阶

距离s=120+22-52.5=89.5m

5.2.4 接车时间间隔分析(见图3)

5.3 折返时间间隔

1号列车出清Ⅰ道站台开始,2号列车从Ⅱ道站台出发,经Ⅲ道到Ⅰ道站台停车的时间之和;2号列车出站做匀加速运动,然后以35km/h匀速过岔,在Ⅲ道做匀减速运动,停车后从Ⅲ道到Ⅰ道首先做匀加速运动,然后匀速过岔,在1道站台做匀减速运动(图4）。

5.3.1 出站阶段

(1)做匀加速运动

距离s=247+50+120+22-246.9=192.1m

5.2.2 停站时间

t3=30s

5.2.3 出站阶段,其运行模式与追踪列车相同

(1)列车做加速运动阶段

时间t4=10.8s 距离s=52.5m

(2)做匀速运动阶段

5.3.2 折返线首先做匀速运动,让后做匀减速运动到停车。

(1)匀减速运动阶段

5.3.3 列车从折返线到车站时间,其运行模式是先做匀加速运动,待速度达到35km/h后,匀速通过道岔

(1)出折返线做匀加速运动阶段,待速度达到35km/h后,匀速通过道岔。

(2)匀速运动段阶段

(3)在车站先做匀速运动,然后做匀减速运动到停车

1)匀减速运动阶段

5.3.4 折返时间间隔计算见图5

5.4 发车时间间隔

1号列车出清Ⅰ道站台开始,2号列车从Ⅲ道运行到Ⅰ道站台,然后停车,直到2号列车出清Ⅰ道站台位置的时间之和（图6)。

2)匀速运动段 经过时间

5.4.1 出折返线阶段

先做匀加速运动,待速度达到35km/h后,然后匀速通过道岔。

(1)匀加速运动段

(2)匀速运动段

5.4.2 进站阶段:先做匀速运动,然后做匀减速运动到停车

(1)匀减速运动段

5.4.3 列车停站时间

t6=30s

5.4.4 出站阶段:列车做匀加速运动

5.4.5 列车发车时间间隔分析(见下图7)

5.5 通过上述对追踪列车及站后折返列车时间间隔的计算可知,最大时间间隔是折返列车发车时间间隔t=118s,此时线路最大通过能力Nmax=3600/118=30对/小时

6 提高线路折返能力的方法

6.1 合理的线路布局

线路平面应平顺、减少最小曲线半径的采用;纵断面采用“高站位低站台”的节能坡。

6.2 减少停站时间

车站应尽可能组织好客流,为尽可能缩短停车时间。

6.3 选择反应更快的信号设备

选择反应时间更快的电动转辙机、车地通信设备,有效提高折返能力。

6.4 良好的列车牵引和制动性能

列车性能的提高可直接缩短列车走行时间,提高折返能力。

6.5 提高道岔侧向通过速度

提高侧向过岔速度,研制强度更高、速度更快的道岔。

7 结语

线路折返能力是影响城市轨道交通通过能力的重要参数,在地铁设计中应根据客流预测需要,综合线路、运营、车辆、信号等进行细致研究、并科学决策,以满足线路实际运营需要,保障城市居民的出行便利并有效缓解城市交通压力。

[1]北京城建设计研究总院有限责任公司.中国地铁工程咨询有限责任公司.GB50157-2013地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]北京地铁运营有限责任公司.GB/T 7928-2003地铁车辆通用技术条件[S].北京:中国建筑工业出版,2003.

[3]永秀.城市轨道交通行车组织[M].北京:机械工业出版社,2010.