第6章-城市轨道交通运输能力

第六章城市轨道交通运输能力6.2运输能力的影响因素6.3运输能力的计算6.4运输能力加强措施6运输能力6.1运输能力概述6.5提高运行效率的措施6.1运输能力概述运输能力是通过能力和输送能力的总称。运输能力的大小主要取决于固定设备、移动设备、技术设备的运用、行车组织方法和行车作业人员的数量、技能水平。1、通过能力轨道交通线路的通过能力是指在采用一定的车辆类型和一定的行车组织方法条件下，轨道交通线路的各项固定设备在单位时间内（通常是高峰小时）所能通过的最大列车数。研究影响通过能力的因素、通过能力的计算确定和提高通过能力的途径、措施等问题，对于轨道交通新线的规划设计和既有线的日常运能安排、扩能技术改造，都具有重要的理论和实践意义。6.1运输能力概述通过能力的限制因素：（1）地铁、轻轨的通过能力按下列固定设备计算：线路：其通过能力主要受正线数、信号系统构成、列车停站时间、列车运行控制方式、车站是否设置配线、车辆技术性能、进出站线路平纵断面和行车组织方法等因素影响。列车折返设备：其通过能力主要受折返站的配线布置形式及折返方式、列车在折返站停站时间标准、车站信号连锁设备类型、车载设备反应时间、折返作业进路长度、调车速度以及列车长度等因素影响。6.1运输能力概述1、通过能力车辆段设备：其通过能力主要受车辆的检修台位、停车线等设备的数量和容量等因素影响。牵引供电设备，其通过能力受牵引变电所的配置和容量等因素影响。6.1运输能力概述1、通过能力力（列）。—牵引供电设备通过能—（列）；—车辆段设备通过能力—列）；—折返设备通过能力（—；—线路通过能力（列）—；—最终通过能力（列）—，，，供电车辆折返线路最终供电车辆折返线路最终nnnnnnnnnn}min{（2）市郊铁路的通过能力主要按照固定设备进行计算区间：车站：机务段设备及整备设备：牵引供电设备：城市轨道交通各项固定设备的通过能力通常是各不相同的，其中能力最小的设备限制了整个线路的通过能力，该项设备的能力即为线路的最终通过能力。由此可见，通过能力实质上取决于固定技术设备的综合能力，在各项固定设备中，限制城市轨道交通通过能力的固定设备通常是线路和列车折返设备。通过能力是各项固定设备的综合能力。根据分阶段发展的可能性，各项固定设备的通过能力配置应相互匹配、协调，以避免出现通过能力紧张或闲置的现象。在诸多影响因素中，权重最大的是列车运行控制方式和列车停站时间。6.1运输能力概述1、通过能力由于城市轨道交通车站一般不设置配线，列车只能在车站正线停车办理客运作业，致使列车追踪运行经过车站时间的间隔时间远大于列车在区间追踪运行时的间隔时间。因此，列车停车时间是限制城市轨道交通线路通过能力的又一主要因素。在实际工作中，通常还把通过能力分为设计通过能力、现有通过能力和需要通过能力三个不同的概念。设计通过能力，是指新建线路或技术改造后的既有线路所能达到的通过能力。现有通过能力，是指在现有固定设备和现有行车组织方法条件下，线路能够达到的通过能力。需要通过能力，是指为了适应中、远期规划年度的客运需求，线路应具备的包括后备能力在内的通过能力。6.1运输能力概述1、通过能力2、输送能力轨道交通线路的输送能力是指在一定的车辆类型、固定设备和行车组织方法的条件下，按照现有活动设备的数量、容量和乘务人员的数量，轨道交通线路在单位时间内（通常是高峰小时、一昼夜或一年）所能运送的乘客人数。输送能力是衡量轨道交通技术水平与服务水平的重要指标。6.1运输能力概述2、输送能力在最终通过能力一定的条件下，输送能力可按下式计算：—车辆定员数（人）。—；—列车编组辆数（辆）—能力（人）；—小时内单向最大输送—车车最终pmpmpnp6.1运输能力概述6.1运输能力概述通过能力从固定设备的角度确定线路所能开行的列车数，输送能力则是从活动设备与行车作业人员配备的角度确定线路所能运送的乘客人数。输送能力以通过能力为基础，输送能力是运输能力的最终体现。在通过能力一定的条件下，线路最终输送能力还与车站设备的设计容量或能力存在密切关系。这些设备包括站台、售检票设备、自动扶梯、楼梯、通道和出入口等。3、通过能力与输送能力的关系6.2运输能力的影响因素一、线路能力线路能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和行车组织方法条件下，城市轨道交通系统线路的各项固定设备在单位时间内(通常是高峰小时)所能通过的列车数。线路能力主要取决于最小列车间隔和车站停留时间。在设计能力中，最小列车间隔与闭塞分区长度、信号系统参数、列车长度、交叉口和折返影响有关，而列车在车站的停留时间则与站台高度、车门数量与宽度、验票方式及车站能力限制有关。6.2运输能力的影响因素1．最小列车间隔(1)列车控制系统和闭塞区间长度的影响①固定闭塞ATC系统列车位置和间距都是用轨道电路来检测表示。②准移动闭塞ATC系统通过采用报文式轨道电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传输信息，信息量大。③移动闭塞ATC系统借助感应环线或无线通信的方式实现。6.2运输能力的影响因素基于通信的列车控制CBTC实现了车地间双向、大容量的信息传输。充分利用通信传输手段，实时或定时地进行列车与地面间的双向通信，后续列车可以及时了解前方列车运行情况，通过实时计算，后续列车可给出最佳制动曲线，从而提高了区间通行能力，又减少了频繁减速制动，改善了旅客乘车舒适度，地面可以及时地向车载控制设备传递车辆运行前方线路限速情况，指导列车按线路限制条件运行，大大提高了列车运行安全性。6.2运输能力的影响因素(2)折返站的折返能力分析折返站的能力是地铁线路能力的关键环节，中间站、终端站折返能力的大小直接影响整个系统的运输能力和效率。2．车站停留时间列车在车站的停留时间应包括三部分：①客流上下车时间；②开关门时间；③车门关闭后的等待开车时间。6.2运输能力的影响因素车站停留时间的确定一般需要考虑到以下因素：(1)列车牵引力与车门联锁系统，主要包括列车停站前的延误和车门关闭后的延误；(2)车门运行，指实际开关门时间加上警告时间以及其他施加于车门的约束；(3)客流量，指上下车的平均旅客数量。上下的速率约为0.5m/s(每单人宽度)；(4)车门的数量、宽度和间隔；(5)列车上下乘客的延误。上下混行时速率会进一步下降。(6)单/双向上下车，列车上运用某一侧的车门是正常的，不过，具有站台条件的繁忙车站可以运用两侧车门；(7)站台的高度。6.2运输能力的影响因素现实的列车间隔还必须考虑各单个列车间的间隔因素：(1)驾驶员行为。(2)车辆性能。这主要指牵引力大小。牵引力小的列车在全线的约束条件较多。(3)外部干扰。共享环境（如街道、平面交叉、升降桥等）时会产生延误，从而影响间隔。6.2运输能力的影响因素(4)时刻表恢复问题。在最小间隔下运行的系统一般没有为延误提供恢复余地。较小的间隔其实就意味着较大的运输量，如果系统没有裕量，延误就会持续到高峰期结束。(5)车站停留时间的确定。车站停留时间影响着全部周转时间和系统的平均生产率。中间站的停留时间还影响着旅行速度和服务的吸引力。更重要的是个别最小运营间隔或瓶颈处的车站停留时间还影响着系统能力。6.2运输能力的影响因素二、列车能力分析列车能力是每辆车载客数量与每列车编组辆数的积。通过发散系数，可以将多车辆列车中负荷不均匀的情况考虑后换算为实用能力，如下式所示：列车能力(旅客数/列车)=每辆车定员x编组辆数x发散系数车辆能力一般要从拥挤水平来评价。6.2运输能力的影响因素评价能力唯一真实的办法是考察旅客不再上车而等待下一列车时的车辆载荷，即出现留乘时的情况。避免留乘是所有公交系统设计的目标，它可以得到评价系统可用能力的可靠数据。评价车辆能力有两个重要指标：一是面向设计的能力指标，二是一般情况下的可用能力。6.2运输能力的影响因素1)设计能力与可用能力设计能力：某一股道上某一方向1h内通过某一点的旅客空间数量。设计能力相当于最大能力、理论能力或理论最大能力。它一般很难实现，故还需要定义一个可用能力或可获取能力（AchievableCapacity）。可用能力：在容许旅客需求发散条件下，某一股道某一方向1h所能运载的最大旅客数量。除非特别说明，本书中的能力均指可用能力。设计能力有两个要素：一是线路能力（linecapacity）；二是列车能力（traincapacity）。设计能力＝线路能力×列车能力。6.2运输能力的影响因素该式中，线路能力是指每小时通过的列车数；列车能力是指列车容纳的旅客人数，可用能力可描述为：可用能力＝设计能力×高峰发散系数（PeakHourDiversityFactor）下式将能力概念扩展到更一般的情形：设计能力＝[3600／(最小列车间隔＋车站停留时间)]×每列车车辆数×每车辆定员数在上述公式中，最小列车间隔与信号系统参数、列车长度、交叉口和折返影响有关，而列车在车站的停留时间则与站台高度、车门数量与宽度、验票方式及车站能力限制有关。6.2运输能力的影响因素1．设计能力如果选择了某一类车辆，能力的计算涉及到以下因素：(1)座位数，假定所有座位满载；(2)站立面积，即可用面积，要扣除座位旅客的腿部所占面积；(3)站立密度，一般地，高峰期短时间可承受的平均站立密度为4人/m2，距离长时应相应减少；有时，服务策略、地区条件也是调整的因子；6.2运输能力的影响因素(4)站立效率，是用来增加或减少期望站立密度的一个直接因素，它需要兼顾站立空间的特性；(5)轮椅调整系数，很多城市轨道交通系统是可兼容轮椅的，这一问题要在计算时加以考虑。一般地，一个轮椅所占面积可按1.2~1.5m2计算，大致相当于2~6名站立旅客；(6)行李调整系数，与轮椅类似，当旅客携带一些大的物体时，需要调整能力：一般情况下它可以忽略，但对一些通往机场或娱乐区域的线路来说不能忽略。6.2运输能力的影响因素2．一般情况下的车辆可用能力当没有为系统选定车辆时，可以参照某种通用的车辆参数来计算能力，它避免了采用既有系统中某类车辆可能导致的偏差。影响车辆能力的主要参数包括：(1)车辆长度，可参照按车钩中点计算列车全长的车辆名义长度；6.2运输能力的影响因素(2)车辆宽度，座椅后背高度处车辆的宽度，主要考虑到人的肩部较脚部宽。该处一般比地板高出0.8m，它比站台水平上的车辆宽度宽0.10~0.15m，车辆宽度采用外部尺寸，再转换为内部尺寸。一般可假定车体一侧的墙厚为0.05~0.10m；(3)无旅客空间，主要兼顾驾驶室、设备及端墙等，包括车钩末端的300mm距离；6.2运输能力的影响因素(4)座位密度，一般为1.5~2.0人/m2，低限适合通勤或长距离市郊快速铁路，高限适合某些重轨快速线路；(5)座位利用率，与座位密度类似，旅客就座率也是一个特定场合的设计参数，受政策决策影响；(6)标准密度，没有被座位占用或为轮椅、行李甚至自行车设计占用的车辆地板的空间，一般可以容纳4人/m2。在北美，该值可在1.5~7人/m2范围内选取。6.2运输能力的影响因素车辆能力的计算涉及三个方面：座位密度、座位率、站立密度。在某种意义上，它们是一些政策问题。当车辆外形尺寸一定时，车辆的能力取决于容许密度的设计。6.2运输能力的影响因素6.2运输能力的影响因素3．列车能力设计列车能力是车辆能力与每列车车辆数量的简单积，其中后者在很大程度上受某些具体因素的影响，如①站台长度，尤其是既有系统；②街道约束，指在街道上行驶的车辆。三、车站对能力的约束(1)车站能力，包括占有率的限制；(2)站台客流限制，主要是由于出入口的数量及宽度限制引起的；(3)车站停留空间不足；(4)收费系统的能力限制。收费口的设计一般应与需求匹配。6.2运输能力的影响因素四、其他能力影响分析(1)站立密度不是绝对的5人/m2，在拥挤条件下，人们可以挤得更紧；(2)一般不可能设想多单元列车上所有车辆均同样拥挤；(3)还有一些其他因素会减少列车能力，如牵引力大小，车门问题，操作者的差异。它们不仅会导致列车间隔的增大，还会增加间隔的变化幅度；6.2运输能力的影响因素(4)最小间隔概念上没有给