城市轨道交通运营组织优化研究(1) - 图文

西南交通大学硕士研究生学位论文第１７页图３．１城市轨道交通列车运行组织方案３．２．１列车编组方案’１列车选型轨道交通车辆选型时影响线路工程和输送能力的重要指标，建设部颁布了《城市快速轨道交通工程项目建设标准》，推荐车辆类型有三种，分别为Ａ，Ｂ，Ｃ，这三种车型的定员人数如表３．１所示：表３．１ＡＢＣ三种车型的定员人数’定员人数Ａ型Ｂ型Ｃ型四轴六轴八轴单司机室２９５２３０２００２４０３ｌ５无司机室３１０２４５２ｌＯ２５０３２５一般来说，高峰小时单方面最大断面流量为５．７万人次的城市轨道交通线路应选用Ａ型车，而高峰小时单方面最大断面流量为３．５万人次的城市轨道交通线路应选用Ｂ（或Ａ）型车，高峰小时单方面最大断面流量为１．３万人次的轻轨线路应选用Ｃ（或Ｂ）型车【２８】。西南交通大学硕士研究生学位论文２列车编组形式第１８页城市轨道交通车站间距小，列车启动和制动频繁，为了使列车具较大的启动加速度和制动减速度，受轮轨间粘着的限制，城市轨道交通线路的列车编组一般要进行动力分散。车辆的编组种类不同，联挂形式也有差别，可以依此将列车编组分为三种形式ｎ钔：①长编组长编组一般是８辆车编组，一般来说，首尾车是带司机室的动车，其他是不带司机室的动车，除了司机室，每个车辆是独立的，且设备配置基本相同。该编组的优缺点并存，优点是编组较灵活，每列车重量和动力分配都很均匀，粘着利用好因而动力较大，很适合人口密集的大城市轨道交通线路，或者客流量大的高峰时段。但其缺点是列车的设备数量多、车辆购置费较高、且其维修工作量较大、能量耗费也较大。②短编组短编组一般以４辆车编组为主，两动两拖编组。短编组的优点是允许使用较短的站台，一定程度上减少工程费用，同时由于编组灵活，行车间隔可以适当缩短，对客流量较少的平峰期非常适用。但其弊端在于，动车比例低，从而粘着利用系数很高，此编组列车容易空转滑行，动力性不好，适应线路的能力较差。⑨动拖单元编组动拖单元编组中，列车拥有两个以上动拖单元，各单元由动车和拖车固定编组，设备按单元配置，各单元之间相对独立。运用动拖单元编组，可减轻动车的重量，整个列车的重量分布均匀，并且能充分利用设备，降低制造成本，减少维修工作量，不过与全动车编组相比较，动拖单元编组的灵活性较差。从以上分析来看，动拖单元编组的优点较多，我国近期建设的城市轨道交通系统中，上海、广州及深圳均采用这种形式。运用动拖单元编组，可以降低车辆的平均单价，减少维修工作量，所以一般优先考虑采用此种列车编组形式１２９１。３编组车辆数的计算及分析在城市轨道交通运营组织中，车辆编组数一般按照以下公式进行计算【３０ｌ：ｚ＝志ＡＸ（３－２）ＮＸ口式中，Ｚ——编组辆数，辆；’Ｎ一列车额定载客量，人；Ｂ——满载率。Ｑ一单向高峰小时最大断面客流量，万人／ｈ；Ａ——某一断面每小时通过的列车数量，列；因为客流在全天分布表现出的不均衡性，全天内不同时间点的客流量是不同的，从动能和客流量匹配的角度考虑，也是从经济性的角度出发，就要求不同的时间点上要匹配不同的运力，高峰和低峰时间点有所区别。高峰期加大运力，低峰期减小运力西南交通大学硕士研究生学位论文第１９页的投入，从而达到最合理的全日行车计划安排。城市轨道交通线路高峰小时客流大时，就调配更多的车辆进行运营，较少时就减少配备的车辆，配备的车辆数主要依据高峰小时的客流量进行调节。，调解行车的密度是实现运力调配的重要方式，对行车密度的调解来适应全天变化起伏的客流量，高峰时期增加行车密度，平峰期减少运力。在平峰时期，采用短编组、较高行车密度。由于单列车的运力较小，可以实现满载，提高运力利用率。高密度的行车，可能大大缩短乘客等车的时间，两方面的优势综合，可以大大降低单位乘客的平均运输成本，同时也为乘客节约了时间。４编组方式编组方式主要侧重于列车高峰平峰和初期远期的编组情况，有全线统一编组、多种编组混跑、初期小编组远期大编组的方式，见图３．１．（１）全线统一编组是指所有列车采用相同编组数量的车辆（４辆、６辆、８辆），在高峰和非高峰时段采用不同的行车间隔来调整运能以满足客流需求。该编组方式运营管理较为容易，但在运营初期和非高峰期时段的行车间隔较大，服务水平较低。（２）多种编组混跑城市轨道交通线路的客流特征在时间上具有不均衡性的特点，在诸多线路上存在着“高峰时间短但客流大、平峰时间长但客流小”的现象。如果仅考虑满足高峰时期的运力，而用某一单向高峰最大断面客流量来确定车辆的编组数量，将会造成平峰时列车满载率降低。根据上述现象和问题，可考虑采用“高峰时段开行大编组列车、平峰时段开行小编组列车＂的方案，以满足线路不同时段的客流需求。该列车编组方式根据运量合理分配运能，在平峰时期采用“高密度、小编组’’的开行方式缩短了乘客候车时间，有利于提高平峰时段的服务水平。大小编组两种列车混跑问题有两种解决办法：一种是同时准备两种编组的列车，但配属车较多，闲置率较高，车辆成本较高；另一种是全部购置可以灵活拆解和组装的小编组列车，但每日存在两次解体和编组，日常运营管理难度较大。（３）初近期小编组，远期大编组轨道交通线路的高峰小时最大断面客流量在不同时期具有较大不同，初期、近期的高峰客流量一般为远期的１／３和２／３。如果各时期列车编组相同，那么在初期近期的２５年内列车只能以较大的运行间隔和较低的满载率运行，服务水平低，运行成本高旧¨。因此可考虑采用“初近期３辆编组（或４辆编组）、远期组合成６辆编组（或８辆编组）”的方案。该方案提高了初近期的服务水平，但列车的改编费用较高，司机室资源浪费，动拖比关系重新协调：由于带司机室和不带司机室的车辆长度不同，连挂对有屏蔽门的车站可能造成车门与屏蔽门错位的现象。西南交通大学硕士研究生学位论文第２０页‘３．２．２列车交路计划列车交路计划是指根据运营组织的要求及运营条件的变化，按列车运行图或由行车调度指挥列车按规定区间运行、折返的列车运行计划【１】。列车交路方式的选受线路长度、换乘节点、客流数据、运营管理、折返能力、最低列车对数等因素综合影响。从形式上看，列车运行交路一般有单一交路、衔接交路、嵌套交路和环形交路等几种形式：（１）单一交路该交路形式最简单，折返站设在线路两端的终点站，运营管理便利，全线贯通运营一般采用此交路。如目前的上海轨道交通２号线和５号线的交路方式（２）大小交路和嵌套交路大小交路，如图３．２所示，线路中间至少具备１个或２个折返站，适用于小交路区段内的客流量与两端相差较大的情况；嵌套交路，如图３．３所示，线路中间至少具备２个折返站，适用于线路两端客流量数值相差较大的情况。这两种交路方式分别适应不同的客流特点，与单一交路相比可以节省运用车数。图３．２大小交路示意图图３－３嵌套交路示意图在相同客流条件下，同一线路的大小交路与嵌套交路所需的运用车数是不相同的，一般情况下选择大小交路，若两端客流数值相差较大时可考虑嵌套交路，下面提供一种进行必选的简便方法。前提条件：①各交路编组情况相同；②中间段运能相等，即日＋Ｄ２＝Ｑｌ＋Ｑ２（Ｄｌ、Ｄ２、ｇ、Ｑ２为各交路每小时的开行对数）。经研究论证，在大小交路先确定的情况下是否选择嵌套交路有以下结论：