城市轨道交通系统运营管理课件：城市轨道交通系统运输能力加强技术

城市轨道交通系统运输

能力加强技术

城轨系统运输能力加强技术运输能力加强通常是在运输能力接近饱和时进行。确定运输能力是否饱和可以参考下列两个指标：1）高峰小时单向最大客流断面满载率>=1.0；2）客车满载率>=0.7。应该指出，在某些情况下，尽管运输能力还有一定的后备，但通过采用新的技术设备或加强现有的技术设备，可以达到提高服务水平、降低运输成本、提高劳动生产率、改善劳动条件和加强行车安全等目的。运输能力加强必须遵循的基本原则是：以宏观研究为主体，以微观研究为基础，两者有机结合。也就是说，从系统的观点出发，对某一环节的运能加强不能简单地“就事论事”，而首先要把该环节置于更大的系统范围和环境中加以考察和分析。例如，线路或方向的能力加强应当考虑其在路网中的地位和作用，考虑点线网之间的协调，而城市轨道交通的发展则应放在整个综合运输体系中来研究。第一节运能运量适应性分析在研究解决运输能力不足的情况下，是否需要采取和何时采取提高运输能力的措施，应通过运能—运量适应分析来确定，即根据轨道交通线路的高峰小时现有运输能力能否适应规划年度高峰小时最大断面客流量进行计算确定。计算公式如下：式中：--规划年度高峰小时线路应具有的运输能力；

--规划年度高峰小时线路单向最大断面客流量；

--考虑客流波动的能力后备系数，一般取0.1。一、运量—运能适应性分析一、运量—运能适应性分析举例说明下图是根据某市现有运输能力和需要运输能力资料绘制的运量适应图。图中需要运输能力假设在运营初始年为25000人/h，以后平均每年增加2500人。现有运输能力和采用各种提高运输能力措施后所实现的运输能力如表所示。从图中可以看出运量—运能适应分析的结果，确定现有运输能力能否满足运输能力的逐年增长，了解采用某种提高运输能力措施形成能力的最后期限以及适应的运营年限，运量适应图还可以比较采用不同提高运输能力措施的运量—运能适应情况等。一、运量—运能适应性分析P90000-80000

-70000

-60000

-50000

-40000

-30000

-20000

-10000

-T02468101214161820P需||||||||||序号运能状态变化h(s)m(辆)P车(人)p(人)1现有运能1806250300002扩能措施（1）1808250400003扩能措施（2）180830072000第二节运输能力加强途径1、影响输送能力的变量线路：包括正线数目，路权使用，交叉口类型和交通控制方式；车辆：包括车辆类型、定员数，最高运行速度，加、减速度，车门数及车门宽度和座椅布置方式等；车站：包括站间距，站台高度和宽度，售检票方式和上下车区域是否分开等；列车运行控制：列车自动控制系统的控制方式以及允许能力等；运输组织：列车编组辆数，列车在折返站停留时间，客流的时间和空间分布特征；其他交通：与其它交通方式的衔接形式、线路设置等。最重要的是列车追踪间隔时间、折返线数量及其布置方式、列车编组成辆数和车辆定员人数等。二、运输能力加强途径二、运输能力加强途径2、运输能力加强的途径轨道交通运输能力与通过能力、列车编组辆数和车辆定员人数直接相关，因此加强的途径主要在于提高通过能力和增加列车定员。途径1：修建新线或线路改造新线路的建成运营可以使轨道交通网逐步形成，线路改造会改善列车运行条件，这样无疑能使运输能力有较大的提高，满足乘客日益增长的出行需求，提高轨道交通系统的服务水平。途径2：增加行车密度由于修建新线会遇到资金、土地及环保等一系列的困难或限制，并且修建新建也不是任何客流条件下都是合理经济的。因此，增加既有线行车密度是提高既有线运输能力的基本途径。二、运输能力加强途径2、运输能力加强的途径途径3：增加列车定员通过增加列车编组辆数、采用大型车辆或优化车辆内部布置来增加列车定员，是提高既有线输送能力的又一途径。但扩大编组数往往受到站台长度的限制；而轻轨列车的编组辆数较多，在路权混用时，会在平交道口对其他交通产生一定的影响。第三节运输能力加强措施三、运输能力加强措施加强运输能力的措施大体上还是可以分为运输组织措施和设备改造措施两大类。1：运输组织措施运输组织措施是指无须大量投资，通过有效使用技术设备和优化运输组织过程，使运输能力达到需要水平的能力加强措施，如优化列车运行图、合理规定停站时间、科学组织折返作业、改善列车乘务制度以及采用各种在短时期能提高能力的措施等。2：设备改造措施设备改造措施是指需要较大投资，通过设施、设备的新建或加强，使运输能力达到需要水平的能力加强措施，如建设新线、改造既有线、采用先进的列车运行控制系统和购置新型车辆等。三、运输能力加强措施应该指出，城市轨道交通车辆可以随着客流的增加而逐步购置，各种技术设备也有更新改造的可能，而车站在建成后想扩建是极为困难的。因此，在城市轨道交通规划设计中，必须充分考虑到轨道交通的这一特点，折返站、换乘站的站型选择及设计应能确保线路的远期运能潜力的充分发挥。三、运输能力加强措施1、线路通过能力加强

决定线路通过能力的是追踪列车间隔时间，因此可通过压缩列车的进站时间、加减速附加时间和停站作业时间来提高线路通过能力。主要措施如下：措施1：修建双线或四线；新线路的建成运营能使双线线路成为多线线路，逐步形成城市轨道交通网络，这样无疑能使运输能力有较大的提高，满足城市公共客运交通的需求，提高城市轨道交通系统的客运服务水平。但是，由于修建新线会遇到资金、土地及环保等一系列的困难或限制，并且修建新线也不是在任何客流条件下都是合理经济的，因此修建多线的情况在国外也不多见。三、运输能力加强措施1、线路通过能力加强措施2：改造线路平、纵断面；采用该措施能提高行车速度，进而提高线路通过能力。但改造线路平、纵断面受到经济性、施工困难、影响日常行车等因素的制约。因此该措施在旧式有轨电车线路改造为轻轨线路时多见采用，而在既有轻轨或地铁线路情况下，则更倾向于采取用新型车辆来适应线路条件的做法。三、运输能力加强措施措施3：客流较大中间站修建侧线；该措施一般适用于地面线路情况。采用该措施使侧式站台变成岛式站台，单向运行列车能在站台两侧轮流停靠，这样可以缩短构成追踪列车间隔时间的列车停站时间部分，较大幅度提高线路通过能力。措施4：客流较大中间站修建站台；该措施通常是在岛式站台情况下采用，使停站列车的两侧均有站台，乘客能从两侧上下车或上下车分开，缩短列车停站时间，提高线路通过能力。一般情况下，同步修建侧线仅适用于地面线路情况。三、运输能力加强措施措施5：使用新型车辆；新型车辆的涵义包括车辆运行性能改善和安装车载控制设备等。车辆运行性能主要包括车辆构造速度、车辆起动平均加速度和制动平均减速度等运行参数，车载控制设备主要有车载制动控制和车载道岔自动转换设备等，车辆运行性能改善和安装车载控制设备能提高列车运行速度，缩短追踪列车间隔时间。措施6：改进车辆设计；车辆上的新设计通常是针对缩短列车停站时间、增加车辆定员和提高乘车舒适程度等进行的。就缩短列车停站时间、提高线路通过能力而言，国外已设计制造出6车门车辆，以缩短乘客上下车总时间。三、运输能力加强措施措施7：采用先进的列车控制系统；城市轨道交通线路采用的先进的列车运行控制系统，常见的有列车自动控制系统(ATC)，它由列车自动防护(ATP)、列车自动监控(ATS)和列车自动操纵(ATO)3个子系统组成；在实践中，也有单独采用基于计算机控制的ATP子系统情况，它的主要功能是使列车的调速制动实现连续化、自动化，以达到提高列车运行速度及缩短追踪列车间隔时间的目的。措施8：改进移动闭塞；在列车追踪运行过程中，移动闭塞能使后行列车与前行列车始终保持一个自动控制程序规定的最小安全间隔距离，而不是原先固定闭塞时规定必须间隔若干个闭塞分区所形成的安全间隔距离。因此，用移动闭塞取代固定闭塞，能缩短追踪列车间隔时间。三、运输能力加强措施1、线路通过能力加强措施9：分割车站区域轨道电路；措施10：采用跨站停车的列车运行组织方式；措施11：加强站台客运组织。三、运输能力加强措施措施11：加强站台客运组织。乘客为了到站后能减少出站走行距离和避免出站验票人多时的时间延误，往往喜欢在靠近出站口的位置候车，而列车内乘客分布的不均匀又造成列车在车站的停站时间延长。因此通过站台客运员的组织，增派客运组织人员，能够加强对候车大厅、地下通道、站台等关键部位的旅客疏导，使列车内的乘客尽可能分布均匀，以减少列车停站时间、提高线路通过能力。三、运输能力加强措施2、折返站通过能力加强对于站后折返影响列车折返能力的主要因素包括：出发列车驶离车站闭塞分区时间；车站为折返线列车办理调车进路时间；列车从折返线至出发站线的走行时间图定终点站列车停站时间。对于站前折返影响列车折返能力的主要因素包括：出发列车驶离车站闭塞分区时间；车站为进站列车办理接车进路时间；列车从进站信号机至到达站线的走行时间图定终点站列车停站时间。三、运输能力加强措施针对上述各种影响因素，折返站通过能力加强措施优化折返线布置；改变站台结构。将站台设置成为“一岛一侧”式站台，如图所示，增加旅客上下车通道，缩短乘上下车总时间，加速列车的折返周转。该措施一般适用于地面线路情况，由于土建工程量较大，是否必须采用应在与其它扩能方案的技术经济比较后确定。三、运输能力加强措施优化道岔与轨道电路设计（如采用12号道岔、将单渡线道岔按两副单动道岔设计和分割车站轨道电路，采用这些措施能减少列车等待进路空闲的情况，缩短列车折返时间。采用自动信号设备；采用该措施后，道岔转换、排列进路、信号开放及进路解锁等能根据列车折返运行情况自动进行。这样，列车在折返作业过程中，能减少办理调车或接车进路时间，从而达到加速列车折返的目的。在折返线上预置一列车周转；改变折返方式（在站前设有交叉渡线时采用交替折返方式，在折返线为站后正线时采用侧进直出折返方式，均有助于压缩折返出发间隔时间。）；三、运输能力加强措施3、输送能力加强在通过能力一定的条件下，决定输送能力的因素是列车编组辆数和车辆载客人数。因此，提高输送能力的措施有：措施1：增加列车编组辆数；采用该措施能较大幅度提高输送能力，如线路如果采用6辆编组，行车间隔为2.3min，实际开行26对列车，若采用8辆编组，行车间隔为3min，可实际开行20对列车。但列车扩大编组受到站台长度、运营经济性等因素制约，同时大编组形式加大了行车间隔，延长了乘客等待时间。三、运输能力加强措施措施2：采用大型车辆；车辆定员由车辆的座位数与站位人数组成。站位面积为车厢面积减去座位面积，站位人数国内现按每平方米6人计算。显然，车辆尺寸大小是决定车辆定员的主要因素。措施3：优化车辆内部布置。在车辆尺寸一定的条件下，将双座椅改为单座椅，或将纵向布置的固定座椅改为折叠座椅，可以增加车辆的载客人数。改为折叠座椅后，在运营高峰时间可翻起座椅，增加车内站立人数，同时也提高了全体乘客的平均舒适度。第四节路网条件下运输能力协调四、路网条件下运输能力协调城市轨道交通逐渐成网后，各衔接线路间既相对独立又紧密关联，因而要求各线路能力合理匹配，以保证客流在整个轨道系统中高效、有序和顺畅流转。网状线路与单一线路通过能力加强优化不同，在实际路网中，各线间存在相互联系，通过能力不仅与线路间的客流分配有关，而且还受路网线路的综合配套发展，线路之间的技术作业联系，线路间施工的相互配合和相互影响及财力、物力的限制等因素影响，因此路网通过能力加强优化面临更为复杂的情况，并使整个路网通过能力加强形成一个不可分割的整体。从路网衔接的层次上，能力匹配主要分为线与线、线与点两大类，即线路之间的能力匹配问题和线路与车站的能力匹配问题，后者包括节点内部的能力匹配问题。四、路网条件下运输能力协调1、线路之间的能力匹配在具体实施上，首先要保证线路的设计能力合理，新线设计能力满足近期客运量要求并为远期留有余地，且不会造成能力的浪费；其次要保证既有线不会成为限制新线能力发挥的瓶颈，如有需要应按照合理匹配的原则进行适当的改造。四、路网条件下运输能力