西安地鐵四、五、六、九號線設計旅行速度合理性分析與研究

韓雨

摘要：根據(jù)最新建設調(diào)整規(guī)劃，西安地鐵2021年前將陸續(xù)開通四、五、六、九號線，屆時將形成7條線、14個換乘站、2縱2橫2L型1市域線的骨架網(wǎng)路。本文主要通過對四、五、六、九號線初、近及遠期設計旅行速度的合理性進行分析與研究，并根據(jù)運營實際及經(jīng)驗提出調(diào)整建議，對合理確定配屬車輛數(shù)量等后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；骨架網(wǎng)路；旅行速度

1 線路基本情況

西安地鐵四號線全長34.4km，共設29座車站，平均站間距1.22km；五號線一期全長21.29km，共設18座車站，平均站間距1.24km，二期全長24.31km，共設車站13座；六號線全長393km，共設28座車站，其中一期線路長約20.13km，設15座車站，平均站間距1.39km，二期線路長約19.17km，設車站16座，平均站間距1.25km；九號線為市域線，一期工程長24.4km，平均站間距1.743km，全線共設15座車站，近期將建成渭北支線，形成Y型交路。

2 旅行速度基本概念及制約影響因素

2.1 旅行速度基本概念

旅行速度是指列車從起點站發(fā)車至終點站停車的平均運行速度，即列車在軌道上運行所經(jīng)過的路程與所消耗的時間（包括所有中間站停站時間，不含起點站和終點站停站時間）的比值，是衡量其運輸能力的重要指標，體現(xiàn)地鐵系統(tǒng)的運行效率、實時性和快捷性。

根據(jù)《城市軌道交通工程項目建設標準》相關(guān)規(guī)定，全封閉的城市軌道交通線路，長度一般在35km內(nèi)，旅行速度與車輛最高速度及車站的間距有一定關(guān)聯(lián)：車輛的最高速度目標定位80km/h時，站間距大部分在1.2～1.5km，可以滿足旅行速度35～36km/h；站間距大部分在2.0～2.5km，可滿足旅行速度40～45km/h；車輛的最高速度目標定為100km/h時，站間距2.5～3.0km，可以滿足旅行速度45～55km/h；對于站間距普遍大于3.0km的線路，可能屬于城郊組團之際快速線路，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 信號系統(tǒng)對旅行速度的制約

影響地鐵列車旅行速度的信號ATP子系統(tǒng)性能因素主要包括：最大列車定位誤差、倒溜防護距離、速度測量誤差、車載信號ATP設備反應時間等。其中，車載信號ATP設備反應時間與車輛牽引切斷時間共同構(gòu)成列車失控加速時間，其對旅行速度產(chǎn)生影響。速度測量誤差將直接決定緊急制動觸發(fā)速度與ATP防護速度，以及ATP防護速度與最高實際運行速度之間的速度差值，速度測量誤差越大，則三者間的速度差值越大；在相同的土建限速情況下，若速度測量誤差越大，則推薦最高運行速度越小，導致旅行速度降低。

2.3 旅行速度對配車數(shù)量的影響

旅行速度計算應以“效能”為核心，以最優(yōu)的投資換取最佳的社會效益，在滿足遠期客流需求的基礎上，綜合考慮最小行車間隔、車型和列車編組、旅行速度等相互制約的因素來決定各自的取值，以滿足該線設施配屬遠期規(guī)模。通過降低設計旅行速度，從而增加運用車數(shù)量，雖然初期投資較大，但卻有更大的社會效益，避免了頻繁增加投資購置車輛，同時儲備運輸能力，提高城市軌道交通的舒適度以及應對突發(fā)性客流的能力。

3 西安地鐵既有線旅行速度說明

西安地鐵一、二、三號線設計旅行速度初期均為33km/h，遠期均為35km/h。一號線開通時實際旅行速度為31.45km/h，二號線開通時實際旅行速度為28.16km/h，三號線開通時實際旅行速度33.90km/h。截止目前，一號線旅行速度為33.64km/h，二號線旅行速度為33.36km/h，三號線旅行速度最高為35.65km/h。骨架路網(wǎng)形成后，后續(xù)線路開通時實際旅行速度需保證較高水平。

4 結(jié)論及建議

旅行速度的設計涉及各專業(yè)多方面內(nèi)容，根據(jù)西安地鐵既有線路實際情況，實際運營中旅速往往不能達到《城市軌道交通工程項目建設標準》提到的參考數(shù)據(jù)，導致在運營初期頻繁出現(xiàn)列車供車數(shù)量不足的被動局面，基于此原因，在初步設計中建議根據(jù)不同需求建立兩套衡量標準：一是在計算列車不同階段采購數(shù)量時，建議設計單位盡可能降低設計旅行速度，從而增加配車數(shù)量，貯備運輸能力以滿足供車能力，避免頻繁增加投資購置車輛，提高城市軌道交通的舒適度以及應對突發(fā)性客流的能力；二是在信號系統(tǒng)招標時，建議盡可能提高設計旅行速度，保證設備能力可靠，進而不斷提升乘客滿意度。

參考西安地鐵既有線旅行速度的實際數(shù)值以及給線路牽引計算的理論數(shù)值，給出以下建議：

四、五、六號線運營初期，設計旅行速度為33km/h，近、遠期，設計旅行速度為35km/h，考慮到依此數(shù)據(jù)計算配車數(shù)量，同時參考既有線實際旅行速度，為給運營留有一定余量，建議初期調(diào)整至32km/h，近、遠期調(diào)整至34km/h；九號線屬城際市域快線，運營初期，設計旅行速度為35km/h，近、遠期，設計旅行速度為38km/h，建議初期調(diào)整至34km/h，近、遠期調(diào)整至37km/h，以滿足供車能力以及運營要求。

四、五、六號線按最高旅行速度和正常ATO運行速度牽引模擬計算后，計算旅行速度為38 km/h和37 km/h，由于列車最高運行速度為80km/h，并可瞬時突破5km/h，并且ATO運行時最高運行速度能夠保持在不低于75km/h，在平均站間距1.2km的條件下，此旅行速度仍有一定冗余，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于38km/h。其中，六號線一期工程（南客站～勞動南路站）理論旅行速度可達到38.5km/h，全線（南客站～紡織城站）理論旅行速度可達到40.6km/h，考慮到六號線線路條件較好，平均站間距達到1.4km，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于40km/h。九號線根據(jù)線路類型及功能，列車最高運行速度可適當提高，若根據(jù)目前列車最高運行速度80 km/h的設計速度，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于40km/h，為日后不斷提高運營服務水平提供更大的可能性。

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