西安地铁四、五、六、九号线设计旅行速度合理性分析与研究

韩雨

摘要：根据最新建设调整规划，西安地铁2021年前将陆续开通四、五、六、九号线，届时将形成7条线、14个换乘站、2纵2横2L型1市域线的骨架网路。本文主要通过对四、五、六、九号线初、近及远期设计旅行速度的合理性进行分析与研究，并根据运营实际及经验提出调整建议，对合理确定配属车辆数量等后续工作提供参考依据。

关键词：城市轨道交通；骨架網路；旅行速度

1 线路基本情况

西安地铁四号线全长34.4km，共设29座车站，平均站间距1.22km；五号线一期全长21.29km，共设18座车站，平均站间距1.24km，二期全长24.31km，共设车站13座；六号线全长393km，共设28座车站，其中一期线路长约20.13km，设15座车站，平均站间距1.39km，二期线路长约19.17km，设车站16座，平均站间距1.25km；九号线为市域线，一期工程长24.4km，平均站间距1.743km，全线共设15座车站，近期将建成渭北支线，形成Y型交路。

2 旅行速度基本概念及制约影响因素

2.1 旅行速度基本概念

旅行速度是指列车从起点站发车至终点站停车的平均运行速度，即列车在轨道上运行所经过的路程与所消耗的时间（包括所有中间站停站时间，不含起点站和终点站停站时间）的比值，是衡量其运输能力的重要指标，体现地铁系统的运行效率、实时性和快捷性。

根据《城市轨道交通工程项目建设标准》相关规定，全封闭的城市轨道交通线路，长度一般在35km内，旅行速度与车辆最高速度及车站的间距有一定关联：车辆的最高速度目标定位80km/h时，站间距大部分在1.2～1.5km，可以满足旅行速度35～36km/h；站间距大部分在2.0～2.5km，可满足旅行速度40～45km/h；车辆的最高速度目标定为100km/h时，站间距2.5～3.0km，可以满足旅行速度45～55km/h；对于站间距普遍大于3.0km的线路，可能属于城郊组团之际快速线路，可以追求最高速度大于等于120km/h，可以有效提高旅行速度大于等于60km/h。

2.2 信号系统对旅行速度的制约

影响地铁列车旅行速度的信号ATP子系统性能因素主要包括：最大列车定位误差、倒溜防护距离、速度测量误差、车载信号ATP设备反应时间等。其中，车载信号ATP设备反应时间与车辆牵引切断时间共同构成列车失控加速时间，其对旅行速度产生影响。速度测量误差将直接决定紧急制动触发速度与ATP防护速度，以及ATP防护速度与最高实际运行速度之间的速度差值，速度测量误差越大，则三者间的速度差值越大；在相同的土建限速情况下，若速度测量误差越大，则推荐最高运行速度越小，导致旅行速度降低。

2.3 旅行速度对配车数量的影响

旅行速度计算应以“效能”为核心，以最优的投资换取最佳的社会效益，在满足远期客流需求的基础上，综合考虑最小行车间隔、车型和列车编组、旅行速度等相互制约的因素来决定各自的取值，以满足该线设施配属远期规模。通过降低设计旅行速度，从而增加运用车数量，虽然初期投资较大，但却有更大的社会效益，避免了频繁增加投资购置车辆，同时储备运输能力，提高城市轨道交通的舒适度以及应对突发性客流的能力。

3 西安地铁既有线旅行速度说明

西安地铁一、二、三号线设计旅行速度初期均为33km/h，远期均为35km/h。一号线开通时实际旅行速度为31.45km/h，二号线开通时实际旅行速度为28.16km/h，三号线开通时实际旅行速度33.90km/h。截止目前，一号线旅行速度为33.64km/h，二号线旅行速度为33.36km/h，三号线旅行速度最高为35.65km/h。骨架路网形成后，后续线路开通时实际旅行速度需保证较高水平。

4 结论及建议

旅行速度的设计涉及各专业多方面内容，根据西安地铁既有线路实际情况，实际运营中旅速往往不能达到《城市轨道交通工程项目建设标准》提到的参考数据，导致在运营初期频繁出现列车供车数量不足的被动局面，基于此原因，在初步设计中建议根据不同需求建立两套衡量标准：一是在计算列车不同阶段采购数量时，建议设计单位尽可能降低设计旅行速度，从而增加配车数量，贮备运输能力以满足供车能力，避免频繁增加投资购置车辆，提高城市轨道交通的舒适度以及应对突发性客流的能力；二是在信号系统招标时，建议尽可能提高设计旅行速度，保证设备能力可靠，进而不断提升乘客满意度。

参考西安地铁既有线旅行速度的实际数值以及给线路牵引计算的理论数值，给出以下建议：

四、五、六号线运营初期，设计旅行速度为33km/h，近、远期，设计旅行速度为35km/h，考虑到依此数据计算配车数量，同时参考既有线实际旅行速度，为给运营留有一定余量，建议初期调整至32km/h，近、远期调整至34km/h；九号线属城际市域快线，运营初期，设计旅行速度为35km/h，近、远期，设计旅行速度为38km/h，建议初期调整至34km/h，近、远期调整至37km/h，以满足供车能力以及运营要求。

四、五、六号线按最高旅行速度和正常ATO运行速度牵引模拟计算后，计算旅行速度为38 km/h和37 km/h，由于列车最高运行速度为80km/h，并可瞬时突破5km/h，并且ATO运行时最高运行速度能够保持在不低于75km/h，在平均站间距1.2km的条件下，此旅行速度仍有一定冗余，建议信号专业旅行速度设计值应不低于38km/h。其中，六号线一期工程（南客站～劳动南路站）理论旅行速度可达到38.5km/h，全线（南客站～纺织城站）理论旅行速度可达到40.6km/h，考虑到六号线线路条件较好，平均站间距达到1.4km，建议信号专业旅行速度设计值应不低于40km/h。九号线根据线路类型及功能，列车最高运行速度可适当提高，若根据目前列车最高运行速度80 km/h的设计速度，建议信号专业旅行速度设计值应不低于40km/h，为日后不断提高运营服务水平提供更大的可能性。

参考文献：

[1]赵莹莹，杨中平，林飞，翟东武.城市轨道交通市域快线最高运行速度值研究.

[2]易立富.影响地铁列车旅行速度和追踪能力的关键因素.

[3]刘争国.对地铁信号系统列车运行速度制约因素的探讨.