城市轨道交通系统中列车间隔的有关分析

1、城市轨道交通系统中列车间隔的有关分析摘要通过对城市轨道交通系统中列车间隔的分析,提出了影响列车间隔的3大因素:平安间距,车站停留时间和运行裕量。在此根底上推导固定自动闭塞和挪动自动闭塞系统以下车间隔的计算公式。通过对两公式的比对,得出了挪动自动闭塞系统可以缩短列车的运行间隔,进步线路的通行才能。关键词固定自动闭塞;挪动自动闭塞;列车间隔0引言列车间隔时间是指追踪运行的两列火车间的最小允许间隔时间,通过计算一列车头部到另一列车的头部的间隔时间确定。本文对固定自动闭塞和挪动自动闭塞系统以下车间隔进展分析,从而得到线路通过才能优劣的比较,其中固定自动闭塞和挪动自动闭塞系统原理的比较,如图1所示1,2

2、。1固定自动闭塞系统平面线路上无干扰条件下,列车正线运行间隔的计算方法为3式中:hin为线路最小时间间隔,s;sin为列车最小间距,;l为列车最大长度,取200;vl为线路速度,/s。列车最小间距要考虑运营裕量和平安间隔,如图2所示3,即sin=saqzd+sj+syxyl(2)式中;saqzd为平安制动间隔 ,指常用制动条件下的制动间隔 ;sj为列车检测误差间隔 ,反映了固定闭塞条件下闭塞分区的长度因素或挪动闭塞条件下每一时间/速度增量下走行的间隔 ;syxyl为运营裕量,包括每一间隔时间段内的间隔 裕量。平安制动间隔 包括以下几部分:常用制动条件下的制动间隔 ,通过全额制动乘以某一比例系数

3、k来刻画,k推荐值取0.75(75%);手动操作时驾驶员反响时间内列车走行间隔 ,也为自动驾驶时的设备反响时间内列车走行间隔 及列车速度控制失效下的一个平安裕量。速度控制失效是假定在最坏条件下(即列车在最大加速度下发出制动命令)列车超速的裕量。这种情况下,列车在ts时间内持续加速直到速度检测器检测到过速信息并施行制动3。式中:syzd为常用制动间隔 ,;sfy为列车驾驶员/设备反响时间内的走行间隔 ,;ss为超速行使间隔 ,。在常用制动条件下,列车以制动率ds从初速度vl到制动停车所走行的间隔 为式中:dy为常用制动下的减速度,/s2。现代轨道交通系统的制动系统通常均同时采用了摩擦制动和电阻制

4、动,在紧急条件下要考虑力在制动开始及完毕阶段有一个受力逐渐变化的过程3。自动驾驶条件以下车运行超速直到速度监视器动作所走行的间隔 ss为式中:ts为超速监视器动作时间,一般取3s;axl为线路加速度,/s2。将式(4),式(5)代入式(3),然后把式(3)代入式(2),再把式(2)代入式(1)并整理,可得到式中:tfy为驾驶员反响时间或制动系统反响时间,s,tfy=sfl/vl;tyl为制动力逐渐增加到最大的过程中的时间裕量系数,一般取0.5s。常用加速度是根据列车从初始控制速度(常用顶端、最大或设备平衡速度)减小到零时,牵引曲线的轨迹取值。某一详细速度下的加速度率不易得到,可采用近似法求解。

5、当设备的平衡速度为80k/h时,从初始速度到1020k/h,可以维持初始速度,然后逐渐变小,以近似线性的方法增长到5060k/h,接下来采用指数函数,直到加速度减小到零。当假定线路加速度系数近似与速度成反比时,各中间点的取值方法为3式中:vax为列车最大速度,/s;ay为常用初始加速度,/s2。列车监测误差也不易确定,一般用闭塞分区长度或者制动间隔 加上一个平安裕量来确定。这个量对于调整三显示或具有多相位的机车信号系统与挪动自动闭塞系统的差距非常有用,可以近似表达为3式中:b为描绘制动间隔 百分数或增量的常数,称为平安间隔间隔 ,也可用控制系统规定的列车间应隔离的闭塞分区数来表示。对于多相位机

6、车信号系统,b取1.2;对于三显示信号系统(规定列车间至少间隔两个无车闭塞分区),b取2.4;对于挪动闭塞系统,b那么不能大于1。将式(8)代入式(6),可得到列车间隔的最终计算模型如下然后在正线列车间隔时间的根底上来计算车站间隔时间。车站间隔时间是指负荷最大的车站一列车取代另一列车所需要的间隔时间。它是限制全线才能的最重要的要素。得到了线路间隔计算的数据后,可以按照以下的方法来计算车站间隔时间4。1)将线路速度改为进站速度,并求出这个速度;2)增加一列车分开并清空站台所需要的时间;3)增加列车在车站的停留时间;4)增加运营裕量。列车的站台清空的时间可计算为tqk再加上车站停留时间ttz和平安

7、运行裕量taq,最后可得到车站间隔时间hin的计算模型为式中:lfq为列车停站时其车头部到车站出口分区始端的长度,一般取104;vjz为列车进站速度,/s;vax为线路最大速度,/s;k为制动平安系数,最坏情况下常用制动取正常值的75%;b为平安间隔间隔 ,等于制动间隔 加上一个分开列车的平安裕量;ttz为车站站停时间,s;taq为平安运行裕量,s。对于车站,一般有两种典型的计算形式:三显示信号系统,b取2.4;多显示机车信号系统,b取1.2。2挪动自动闭塞系统挪动自动闭塞系统的平安间隔 可以采用一个固定间隔 ,再加上一个列车的计算间隔间隔 或平安间隔 ,或可随列车速度及坡度变化而连续变化的平

8、安间隔 。对挪动闭塞系统来说,前行列车不一定需要出清站台且经过一列车长度的平安间隔 后,后续列车才能进站,而是当前行列车出站时,后续列车可以同时进站。因此,列车清空站台并使列车行驶一段平安间隔 的时间可以节省,平安间距b(即列车间的闭塞分区数量)可以降低到零。固定平安间隔 可以加到列车长度上,由此得到列车行驶一个列车长度和平安间距。超速监视器的动作时间也可省略,它们可以在固定平安间隔 内得到表达。制动反响时间可根据设备情况调整,从而,车站间隔时间可描绘为3式中:sb为挪动闭塞平安间距,。确定平安间距是比较复杂的,它关系到如何去描绘“最差情况。平安间距确实定需要在各项管理规那么及其决策与轨道交通

9、系统运营(规那么的执行)间进展协调。温哥华的skytrain挪动闭塞系统采用50的较短平安间距,原因是其列车较短,具有高制动性能的独立于牵引动力的磁轨制动和电动制动,因此,系统最终通过才能较大,限制系统通行才能的瓶颈主要来自车站、穿插点及运行裕量。对传统设备来讲,其平安间距往往是上述系统的34倍。确定平安间距的一个折中方法是进展调整列车制动间隔 、牵引力大小和列车定位误差。为了保证平安,在这里设置b为1,而不是理想状态的0,可以得到式中:p为定位误差。将坡度综合到车站间隔后,坡度每增加1%,常用加速度的取值就也按重力加速度值的1%增大,常用减速度那么按类似规那么减少,即加速度乘一个系数(1-g

10、g/100)。式中:g为重力加速度,取9.807/s2;g为坡度值,%,下坡取负3。从而有3完毕语根据上面推出的公式,在固定自动闭塞系统下,当列车进站速度为56k/h,可以计算出列车的最小间隔时间为112s;在挪动自动闭塞系统下,当列车进站速度为56k/h,定位误差为6.25时,计算的最小间隔时间为97s。从而可以看出,挪动自动闭塞系统可以缩短列车的运行间隔,进步线路的通过才能。从上面的分析也可以看出,影响列车间隔的因素主要有:平安间距;车站停留时间;运行裕量。参考文献1ernatinalnferenendevelp-entsinasstransitsystes.nferenepublia-tin,1998(543):20232nishinagaeugene,evansja,gregryl.irelessadvanedautat