地鐵通過能力的探討

王建國

(中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司,天津 300133)

地鐵通過能力的探討

王建國

(中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司,天津 300133)

本文通過對追蹤時間、站后折返時間、站后發(fā)車時間、站后接車時間的詳細(xì)論述及計算,探討線路最大通過能力,對地鐵折返能力設(shè)計值得借鑒。

地鐵通過能力 站后折返 站前折返 折返時間

1 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市的擴(kuò)張,諸多一二線城市地面交通日趨飽和,如何解決城市人口在市區(qū)內(nèi)的快速流動,是一個迫切需要解決的問題;由于地下鐵道較輕軌交通及公共汽車、電車具有輸送能力大、準(zhǔn)時、快捷、安全正點且利于環(huán)境保護(hù)及節(jié)省土地資源等特點而成為首選手段之一。

2 地鐵通過能力

線路通過能力是指城市軌道交通線路的各項固定設(shè)備在采用一定的行車組織方法的條件下,高峰小時內(nèi)所能通過的最大列車數(shù)。它的大小取決于線路條件、信號系統(tǒng)、車輛設(shè)備的性能及折返能力和列車停站時間等因素。

地鐵折返有站前、站后兩種折返方式;由于站前折返出發(fā)列車和到達(dá)列車存在敵對進(jìn)路且通過能力低,站后折返采用平行進(jìn)路,避免敵對進(jìn)路,出站速度高,折返線在運營時間外,兼做列車臨時檢修線或夜間停車使用;站后折返較站前折返更安全、通過能力更大。

3 折返計算參數(shù)

列車正線運行速度80km/h

60kg 9號道岔側(cè)向過岔速度35km/h

站臺有效長度120m

9號道岔中心至有效站臺邊緣(端部)距離22m

列車起動平均加速度0.9m/s2

列車制動平均減速度1.0m/s2

安全距離 50m 道岔解鎖及辦理進(jìn)路時間13s

設(shè)備確認(rèn)時間3s 列車長度(B型車,6輛編組)114m

4 折返計算常用公式

5 通過能力計算分析

本文對常見的追蹤列車時間、站后接車時間、折返時間、發(fā)車時間間隔4種模式進(jìn)行探討,從而確定線路最大通過能力;折返車站采用12m島式站臺,站臺有效長度120m。

5.1 追蹤列車時間間隔

為保證行車安全,追蹤列車的最小空間間隔采用列車常用制動距離+安全距離模式;其時間間隔為從1號列車出清車站開始,2號列車進(jìn)站、停站、出站時間之和。2號列車在進(jìn)站前首先以80Km/h的速度盡可能多的運行,然后在站內(nèi)做勻減速運動到停車,經(jīng)停站后,出站后做勻加速運動(圖1）。

5.1.1 進(jìn)站階段,首先做勻減速運動,然后停車

(1)做勻減速運動到停車階段

(2)勻速運動階段

距離s=247+50+120-246.9=170.1m

5.1.2 列車停站時間

t3=30s

5.1.3 出站階段,首先做勻加速運動,然后做勻速運動

(1)勻加速運動階段

5.1.4 追蹤列車時間間隔

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

5.2 接車時間間隔

1號列車出清D點開始,2號列車進(jìn)站、停車、出站的時間間隔。其運行模式與追蹤時間間隔計算相似。2號列車首先以80km/h速度盡可能多的運行,然后在站內(nèi)做減速運動到停車,經(jīng)停站時間后,出站列車首先做加速運動,待速度達(dá)到35km/h后再做勻速運動,出清D點所需要的時間(圖2）。

5.2.1 進(jìn)站階段,其運行模式與追蹤列車相同

(1)列車做勻減速運動到停車

時間t1=22.2s 距離s=246.9m

(2)做勻速運動階

距離s=120+22-52.5=89.5m

5.2.4 接車時間間隔分析(見圖3)

5.3 折返時間間隔

1號列車出清Ⅰ道站臺開始,2號列車從Ⅱ道站臺出發(fā),經(jīng)Ⅲ道到Ⅰ道站臺停車的時間之和;2號列車出站做勻加速運動,然后以35km/h勻速過岔,在Ⅲ道做勻減速運動,停車后從Ⅲ道到Ⅰ道首先做勻加速運動,然后勻速過岔,在1道站臺做勻減速運動(圖4）。

5.3.1 出站階段

(1)做勻加速運動

距離s=247+50+120+22-246.9=192.1m

5.2.2 停站時間

t3=30s

5.2.3 出站階段,其運行模式與追蹤列車相同

(1)列車做加速運動階段

時間t4=10.8s 距離s=52.5m

(2)做勻速運動階段

5.3.2 折返線首先做勻速運動,讓后做勻減速運動到停車。

(1)勻減速運動階段

5.3.3 列車從折返線到車站時間,其運行模式是先做勻加速運動,待速度達(dá)到35km/h后,勻速通過道岔

(1)出折返線做勻加速運動階段,待速度達(dá)到35km/h后,勻速通過道岔。

(2)勻速運動段階段

(3)在車站先做勻速運動,然后做勻減速運動到停車

1)勻減速運動階段

5.3.4 折返時間間隔計算見圖5

5.4 發(fā)車時間間隔

1號列車出清Ⅰ道站臺開始,2號列車從Ⅲ道運行到Ⅰ道站臺,然后停車,直到2號列車出清Ⅰ道站臺位置的時間之和（圖6)。

2)勻速運動段 經(jīng)過時間

5.4.1 出折返線階段

先做勻加速運動,待速度達(dá)到35km/h后,然后勻速通過道岔。

(1)勻加速運動段

(2)勻速運動段

5.4.2 進(jìn)站階段:先做勻速運動,然后做勻減速運動到停車

(1)勻減速運動段

5.4.3 列車停站時間

t6=30s

5.4.4 出站階段:列車做勻加速運動

5.4.5 列車發(fā)車時間間隔分析(見下圖7)

5.5 通過上述對追蹤列車及站后折返列車時間間隔的計算可知,最大時間間隔是折返列車發(fā)車時間間隔t=118s,此時線路最大通過能力Nmax=3600/118=30對/小時

6 提高線路折返能力的方法

6.1 合理的線路布局

線路平面應(yīng)平順、減少最小曲線半徑的采用;縱斷面采用“高站位低站臺”的節(jié)能坡。

6.2 減少停站時間

車站應(yīng)盡可能組織好客流,為盡可能縮短停車時間。

6.3 選擇反應(yīng)更快的信號設(shè)備

選擇反應(yīng)時間更快的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)、車地通信設(shè)備,有效提高折返能力。

6.4 良好的列車牽引和制動性能

列車性能的提高可直接縮短列車走行時間,提高折返能力。

6.5 提高道岔側(cè)向通過速度

提高側(cè)向過岔速度,研制強(qiáng)度更高、速度更快的道岔。

7 結(jié)語

線路折返能力是影響城市軌道交通通過能力的重要參數(shù),在地鐵設(shè)計中應(yīng)根據(jù)客流預(yù)測需要,綜合線路、運營、車輛、信號等進(jìn)行細(xì)致研究、并科學(xué)決策,以滿足線路實際運營需要,保障城市居民的出行便利并有效緩解城市交通壓力。

[1]北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.中國地鐵工程咨詢有限責(zé)任公司.GB50157-2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[2]北京地鐵運營有限責(zé)任公司.GB/T 7928-2003地鐵車輛通用技術(shù)條件[S].北京:中國建筑工業(yè)出版,2003.

[3]永秀.城市軌道交通行車組織[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.