LOGO城市轨道交通运营组织城市轨道交通运营组织城市轨道交通学院城市轨道交通学院城市轨道交通学院苏州大学第四章第四章 运输能力运输能力运输能力概述运输能力概述1线路通过能力线路通过能力2 列车折返能力列车折返能力3使用通过能力使用通过能力4运输能力加强运输能力加强5城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、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、活动设备、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。 一、通过能力一、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。城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、运输能力概述 地铁、轻轨的通过能力按下列固定设备计算： 线路线路，线路是指由区间和车站构成的整体，其通过能力主要受正线数、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、列车停站时间、车站信号设备类型、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。 车辆段设备车辆段设备，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。 城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、运输能力概述 根据以上各项固定设备计算出来的通过能力一般是各不相同的，其中通过能力最小的固定设备限制了整条线路的通过能力，该项固定设备的通过能力即为整条线路的最终通过能力。 因此，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。城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、运输能力概述 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。 城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、运输能力概述 二、输送能力二、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。 在最终通过能力一定的条件下，输送能力可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学1、运输能力概述、运输能力概述 三、通过能力与输送能力的关系三、通过能力与输送能力的关系 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。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 一、线路通过能力计算原理一、线路通过能力计算原理 （1）追踪列车间隔时间 线路通过能力是指轨道交通线路在单位时间内（通常是高峰小时）能够通过的最大列车数。自动闭塞线路通过能力计算的一般公式为： 显然，线路通过能力计算的关键是确定追踪列车间隔时间。在自动闭塞行车时，列车停站时间与列车运行控制方式是决定追踪列车间隔时间的主要因素。 城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 轨道交通通常是采用双线自动闭塞，列车追踪运行，并在每一个车站停车供乘客乘降。为了降低造价，轨道交通车站一般不设置配线，列车停在车站正线上供乘客上下车。根据这种特点，列车追踪运行经过车站时的间隔时间远大于列车在区间追踪运行时的间隔时间。列车停站时间是影响线路通过能力的主要因素之一。因此，在计算线路通过能力时，没有必要再去分别计算区间通过能力和车站通过能力，而应把区间和车站看成是一个线路整体来进行计算。 城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 列车运行控制概念通常涉及追踪运行列车的间隔、速度控制和行车调度指挥。在研究追踪列车间隔时间的影响因素时，列车运行控制概念侧重于前者。 列车运行控制方式列车运行控制方式行车闭塞法行车闭塞法同方向列车运行同方向列车运行线路通过能力线路通过能力采用传统信号固定（自动）闭塞追踪运行中采用ATC系统固定（自动）闭塞追踪运行较高基于通信的移动（自动）闭塞追踪运行高非自动闭塞双区间闭塞等连发运行低城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 （2）列车运行控制方式 在自动闭塞线路上，线路通过能力是由列车间隔时间决定的，而列车间隔时间又与列车间隔距离密切相关。缩短列车间隔距离能压缩列车间隔时间，进而提高线路通过能力。但，列车间隔距离的缩短是有前提的，不能危及列车运行安全。采用先进的列车运行控制方式，能在确保列车运行安全的同时使线路通过能力达到最大。 列车运行自动控制的一般原理是：自动检测追踪运行列车的位置、速度和线路的平纵断面等信息，并将检测到的信息传输到控制中心；控制中心根据接收到的信息、列车运行图资料，自动生成对车载设备与地面设备的控制命令；车载设备与地面设备根据控制命令自动对列车运行间隔与速度等实施具体的控制。 城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 在采用的列车检测技术中，目前使用最多的是轨道电路技术，其他还有计轴设备、交叉感应环线和无线通信等技术。 根据列车运行控制技术的发展水平，轨道交通的列车运行控制主要有采用传统信号的列车运行控制、采用ATC的列车运行控制和基于通信的列车运行控制三种方式。 （1）采用传统信号的列车运行控制）采用传统信号的列车运行控制：自动闭塞信号设备将区间正线按传统原则划分成若干个固定的闭塞分区，每个闭塞分区内设置一个独立的轨道电路，每个闭塞分区的入口处设置通过信号机进行防护。通过轨道电路将列车运行位置的变化与通过信号机的自动显示联系起来。在自动闭塞轨道线路上，追踪运行列车之间以闭塞分区作为间隔，通常用机车信号取代地面通过信号机，列车超速防护采用自动停车装置。 城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 轨道交通采用的自动闭塞类型通常是三显示带防护区段自动闭塞和四显示带自动闭塞两种。 三显示自动闭塞信号三显示自动闭塞信号是指区间通过信号机的显示有红、黄、绿三种灯光，列车按图定速度在绿色灯光下运行，在带防护区段的情况下，通过信号机显示绿色灯光表示列车运行前方至少有三个闭塞分区空闲，一个黄色灯光表示列车运行前方还有两个闭塞分区空闲，一个红色灯光表示列车运行前方最多还有一个闭塞分区空闲，不准列车越过该信号机。如果司机因失去警惕而未采取停车措施时，自动停车装置将起作用，使行驶的列车自动停车。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 在行车密度大、列车速度高的情况下，为提高线路通过能力和保证列车运行安全，可考虑采用四显示四显示自动闭塞设备自动闭塞设备来进行列车间隔、速度的控制，即在红、黄、绿三种灯光信号显示的基础上，增加一种灯光信号显示（黄绿色），如图所示。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 列车间隔时间取决于列车间隔距离与列车运行速度，而列车间隔距离主要取决于闭塞分区的数目及其长度。在采用三显示带防护区段信号制式的自动闭塞线路上，为给司机创造良好的驾驶条件，当列车在区间追踪运行时，列车空间间隔一般应保持四个闭塞分区，这样后行列车就能始终在绿色灯光下运行，不必频繁的调速。 闭塞分区的长度，应同时满足大于或等于列车制动距离加上一个安全距离余量和大于或等于列车长度。若不考虑线路平纵断面对制动距离的影响，闭塞分区长度可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 （2）采用）采用ATC的列车运行控制的列车运行控制： 列车自动控制系统包括列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）和列车自动监控（ATS）三个子系统，具有列车运行自动化和行车指挥自动化两大功能。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 采用ATC系统时，区间正线划分成若干个固定的轨道电路区段，不设地面信号机，使用车载ATP速度信号。列车运行自动控制程序规定每一轨道电路区段的进、出口速度，即列车运行的最高速度和目标速度（所谓目标速度是指列车以最高速度进入轨道电路区段后立即施行制动，在考虑制动生效的情况下，列车到达轨道电路区段终点时的速度）。追踪运行列车之间以轨道电路区段作为间隔，ATP子系统负责列车的超速防护。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 从列车运行控制的角度，ATP子系统是ATC系统的核心，由地面设备和车载设备组成。其主要功能是：列车运行超速防护、追踪安全间隔控制、列车安全进站控制和车门控制。它是一个确保列车运行安全的子系统。 ATP设备根据前行列车位置及运行速度、区间运行限制速度等信息确定后行列车的最大允许速度，车载设备将列车的最大允许速度与实际运行速度进行比较，并根据比较结果自动改变牵引工况（制动或加速）。 与采用传统信号设备的列车运行控制比较，采用ATP子系统能使列车在确保行车安全的前提下缩短列车间隔和提高运行速度，从而提高线路通过能力。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 按列车速度控制方式，ATP设备分为阶梯式速度控制和曲线式速度控制两类。按车-地信息传输方式，ATP设备分为点式信息传输和连续式信息传输两类。 根据列车自动控制程序对轨道电路区段进、出口速度的规定，轨道电路区段的长度可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 上海轨道交通线路ATP设备比较：1号线号线2号线号线3号线号线5号线号线轨道电路音频无绝缘轨道电路数字编码无绝缘轨道电路数字编码无绝缘轨道电路数字编码无绝缘轨道电路速度控制方式速度码目标速度目标距离目标距离信息传输方式连续式连续式连续式点式联锁设备电气集中联锁微机联锁微机联锁微机联锁城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 （3）基于通信的列车运行控制）基于通信的列车运行控制： 移动闭塞与固定闭塞的主要区别是：在移动闭塞的情况下，区间正线不再划分固定的闭塞分区或轨道电路区段，车-地信息传输不再通过有线方式进行，列车制动的起点和终点不再是固定的。 移动闭塞将前行列车的后部看成是假想的闭塞分区或轨道电路区段，由于这个假想的闭塞分区或轨道电路区段随着前行列车的运行而移动，因此，称为移动闭塞。 移动闭塞ATC系统由无线数据通信网、控制中心设备、联锁区设备和车载设备等组成。无线数据通信是移动闭塞实现的基础，并可实现车-地间双向、大容量的信息传输。城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 二、线路通过能力计算方法、线路通过能力计算方法 （1）固定（自动）闭塞线路 在把区间和车站作为一个整体进行分析时，计算追踪列车间隔时间的最小间隔距离如图所示。后行列车从初始位置至前行列车所处位置，需经历进站运行、制动停车、停站作业和起动出站四个单项作业过程，追踪列车间隔时间计算公式如下： 列车进站运行时间列车进站运行时间t运运：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 列车制动停车时间：列车制动停车时间： 列车停站时间列车停站时间t站站： 列车起动出站时间列车起动出站时间t加加： 将上述四个单项作业时间的计算过程合并，得到车站不设置配线时的自动闭塞线路追踪列车间隔时间计算公式：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 （2）移动（自动）闭塞线路 计算移动闭塞线路通过能力的一般公式与自动闭塞线路相同。追踪运行列车先后经过车站时的间隔距离如图所示，后行列车从初始位置至前行列车所处位置，需经历制动停车、停站作业和起动出站三个单项作业过程，追踪列车间隔时间计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 （3）非自动闭塞线路 双线线路双线线路：轨道交通新线建成后，如果自动闭塞信号系统尚未安装就投入过渡期试运营，此时除采用调度监督组织指挥列车运行外，为确保列车运行安全，列车间隔按同一时间、两个区间内只准有一个列车占用进行控制，即以双区间闭塞为基本闭塞法。 在双区间闭塞情况下，同方向列车按连发方式运行，a站开放出站信号的条件是前行列车已驶离c站的车站正线和双区间闭塞手续办妥。如图所示。线路通过能力计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学2、线路通过能力、线路通过能力 单线线路单线线路：单线半自动闭塞的市郊铁路，其车站设置配线、列车成对运行、线路的平行运行图通过能力，即一昼夜内能够通过的最大列车数可按下式计算： 由上式可知，平行运行图通过能力与列车运行图周期成反比。在线路各区间中，运行图周期最大的区间称为限制区间，限制区间的通过能力就是线路的区间通过能力。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 一、列车折返能力计算原理一、列车折返能力计算原理 （1）计算折返能力的一般公式 列车折返能力是指轨道交通折返站在单位时间内（通常是高峰小时）能够折返的最大列车数。 列车折返能力计算的一般公式为：城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （2）折返出发间隔时间 在折返作业正常进行、考虑作业与进路干扰情况下，折返列车在折返站的最小出发间隔时间，称为折返出发间隔时间。 折返出发间隔时间的长短反映了列车折返的迅速程度，是计算确定列车折返能力的基本参数。 研究列车折返能力问题，只有在列车折返间隔时间大于列车追踪间隔时间时才有意义。如果追踪间隔时间大于理论计算的折返间隔时间，则实际需要的折返间隔时间等于追踪间隔时间。此时列车折返能力不是最终通过能力的限制因素。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 列车折返间隔时间与列车在折返站停留时间是两个不同的概念。前者反映的是两个列车在折返站先后出发的时间间隔，而后者反映的是一个列车在折返站由到达至出发的时间间隔。如图所示：城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 列车折返间隔时间有多种计算方式，如按折返列车由车站出发、按折返列车到达车站、折返列车在进站位置、折返列车进折返线和折返列车出折返线等计算折返间隔时间。 从折返作业循环进行的角度，如果不存在因作业（进路）干扰或因列车到达间隔等引起的作业等待情形，各种算法得到的折返间隔时间计算结果是相同的。但如果在作业过程中存在等待情形，则按折返列车由车站出发计算得到的折返间隔时间是最大的。因此，按折返列车由车站出发计算折返间隔时间能够确保列车折返能力不被高估。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 下图为站后尽端线折返时的折返列车间隔时间图解，假设列车进折返线运行20s后即可办理列车的接车进路，按给定的各个单项作业时间绘制的折返作业过程及折返间隔时间表明：折返列车到达间隔时间为90s，折返列车出发间隔时间为105s。后者更大的原因是，列车在折返线上作业完毕后必须等待列车驶出车站后才能办理出折返线进路作业，期间存在15s的等待时间。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 折返出发间隔时间的确定方法有图解法和解析法两种。图解法将组成列车折返作业过程的各个单项作业时间按作业顺序绘制在折返技术作业程序上，然后在图上找出相邻两列折返列车的折返出发间隔时间。图解法适用于特定折返站的折返出发间隔时间确定，也可用来验证采用解析法计算得到的结果。 解析法通过对列车折返作业过程以及列车在折返站的作业（进路）干扰等影响因素的分析，确定满足最小折返出发间隔时间的条件，并在此基础上建立计算折返出发间隔时间的数学关系式。其优点是计算方法的应用具有普遍性，对组成折返出发间隔时间的单项时间比较直观，便于分析影响列车折返能力的各项因素。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 二、列车折返能力计算方法二、列车折返能力计算方法 根据车站折返线的布置，列车折返主要有站前折返、站后折返、站前与站后混合折返三种方式。 根据折返站在线路中的位置，列车折返有终点站折返和中间站折返两种情形。 根据采用的列车交路不同，列车折返又有单向折返和双向折返两种方式。 不同折返方式时的列车折返出发间隔时间应分别计算。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （1）终点站站后折返 利用终点站的站后折返线进行折返作业称为站后折返。终点站站后折返线布置主要有尽端线和环形线两种。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 站后折返作业过程为站后折返作业过程为：折返列车进入到达正线、停靠站台（a），在规定的停站时间内乘客下车完毕；按原则上优先使用与出发正线连接较近的折返线，折返列车由车站到达正线进入尽端折返线（b），折返调车进路可以预办；折返列车在折返线停留规定时间后能够进入出发正线、停靠站台（c）的前提条件是折返列车已驶出车站闭塞分区，同时道岔开通出发正线和调车信号开放。显然，在采用站后尽端线折返时，当折返列车在折返线规定的停留时间结束后即能进入下行车站正线，此时折返列车 与之间有最小的折返出发间隔时间。其计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （2）终点站站前折返 利用终点站的站前渡线进行折返作业称为站前折返。终点站的站前渡线布置一般是交叉渡线。 列车经由站前渡线折返可以有直到侧发、侧到直发、直到侧发与侧到直发交替进行三种方式。就直到侧发与侧到直发两种折返方式比较，从列车进站应减速、出站需加速以及乘客乘坐的舒适性考虑，侧到直发是较为合理地列车进出站运行组织办法。在列车折返能力比较紧张的情况下，可以考虑采用直到侧发与侧到直发交替进行的折返方式。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （1）侧到直发折返 侧到直发折返时的作业过程如图所示。上行到达列车由进站渡线道岔外方确认信号距离（a）处侧向进站；停靠车站下行正线（b），在图定停站时间内乘客下车与上车完毕；由车站出发驶出车站闭塞分区（c）；办理下一到达列车的接车作业。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 分析表明，在采用站前渡线进行折返时，当进站列车位于进站渡线道岔外方确认信号距离（a）处时既能进入车站下行正线，此时折返列车与之间有最小的折返出发间隔时间，其计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 可以证明采用直到侧发折返方式，折返出发间隔时间也可用上式计算。但应注意，t离去和t进站的取值，直到侧发折返与侧到直发折返略有不同，一般是直到时间小于侧到时间、侧出时间大于直出时间。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （2）直到侧发、侧到直发交替折返 交替折返的作业过程如下：列车直到列车侧到列车侧发列车直到列车直发列车侧到列车侧发，即折返作业按直到侧发与侧到直发交替进行。 鉴于折返作业是交替循环进行，只要分别计算出侧发列车 与直发列车 、直发列车 与侧发列车 的折返出发间隔时间，就能确定采用交替折返时的折返出发间隔时间。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 交替折返时的作业过程如图所示。列车直到停靠站台（a）；办理列车接车进路、列车侧到停靠站台（b）；办理列车 发车进路、列车出发驶离车站闭塞分区（c）；办理列车发车进路、列车出发驶离车站闭塞分区（c）。列车直到停靠站台（a）；列车出发驶离车站闭塞分区（b）；办理列车接车进路、列车侧到停靠站台（c）；办理列车发车进路、列车出发驶离车站闭塞分区（b）。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 折返作业过程显示，列车 的到达进路与列车 的出发进路属于平行进路，在列车 驶离车站闭塞分区后即可办理列车 的发车进路，但列车 、 的折返出发间隔时间不能小于追踪间隔时间；而在列车 驶离车站闭塞分区后，应先办理列车 的接车作业，然后办理列车 的发车进路，因此列车 与列车 、列车 与列车 的折返出发间隔时间可分别由下两式计算：城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 由于两发车间隔时间不等值，列车折返能力可按平均折返出发间隔时间计算。假设办理接、发列车进路的时间相同，则交替折返时的平均折返出发间隔时间为： 由上式可知，与站前侧到直发折返相比较，采用交替折返时，因乘客上下车作业能与其他作业平行进行，所以能显著压缩折返出发间隔时间，较大幅度提高列车折返能力。 实际工作中，针对交替折返时存在的两发车间隔时间不等值问题，折返出发间隔时间可按较大值取值，以使列车能按均匀间隔从车站出发与运行。此时，由于 ，列车折返能力的提高仍是明显的。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （3）中间站单向折返 在列车交路为混合交路时，短交路列车在中间站单向折返，长交路列车在中间站停车作业后通过。短交路列车在中间站折返时，根据折返线布置的不同，有站前折返和站后折返两种。从兼顾折返调车作业和接发列车作业的安全出发，中间站站前单向折返时宜采用直向到达、侧向出发的进出站运行组织办法。 站前直到侧发折返站前直到侧发折返：采用混合交路时，短交路折返列车A在中间站通过站前渡线单向折返，长交路列车B在中间站作业后正线通过，折返列车A由进站渡线道岔外方确认信号距离A（1）处直向进站，停靠车站正线A（2），在固定停站时间内乘客下车与上车完毕，列车由车站侧向出发驶出车站闭塞分区至A（3），然后办理下一列折返列车的接车作业。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 当折返列车A位于进站渡线道岔外方确认信号距离A（1）处时，即能进入车站正线，此时有最小的折返出发间隔时间。如果进一步考虑长交路列车B的影响，则在折返列车A刚好驶出车站闭塞分区至A（3）时，长交路列车B即能进入车站正线，此时短交路列车折返作业和长交路列车接发作业不产生干扰，仍有最小的折返出发间隔时间。计算公式同前。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 站后尽端线折返站后尽端线折返：中间站单向站后折返时，典型的折返线布置和折返作业过程如图所示。如果不考虑长交路列车B的影响，短交路折返列车A停靠车站到达正线A（1），乘客下车完毕后进入折返线A（2），在折返线完成相关作业后进入车站正线A（3），乘客上车完毕后驶离车站，然后办理下一列短交路折返列车的接车作业。当折返列车A在折返线作业完毕后即能进入车站出发正线，此时有最小的折返出发间隔时间，计算公式同前。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 （4）中间站双向折返 在列车交路为衔接交路时，双方向列车在中间站折返。根据折返线布置的不同，双方向列车在中间站的折返方式主要有站前渡线折返和站后尽端线折返两种。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 站前渡线折返站前渡线折返：双方向列车通过站前渡线折返，有直向到达、侧向出发或侧向到达、直向出发两种折返进路选择，以最大限度避免双方向列车的进路干扰出发，列车在中间站双向折返时宜采用直向到达、侧向出发的运行进路。设两个短交路区段开行的列车数分别为M和N、且MN。如果M/N为整数，由于能使双方向列车同时到达车站及进行折返作业，此时有最小的折返出发间隔时间。城市轨道交通学院苏州大学3、列车折返能力、列车折返能力 站后尽端线折返站后尽端线折返：在双方向列车经由站后尽端线折返时，如果两个短交路区段开行的列车数之比M/N为整数，由于能使双方向列车同时到达车站，并进行乘降作业与折返作业，此时有最小的折返出发间隔时间。城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 一、使用通过能力确定思路一、使用通过能力确定思路 由于限制最终通过能力的固定设备通常是线路和列车折返设备，轨道交通最终通过能力计算公式如下： 上式计算得到的通过能力是理想作业状态下的理论计算能力，在日常运营中，列车运行时分偏离、作业进路干扰、设备故障、行车事故和外界影响等因素引起的通过能力损失不可避免，因此，实际可使用的通过能力达不到理论计算的通过能力。因此，通过引入损失时间来计算使用通过能力，损失时间可根据列车晚点等运营统计资料或者通过对作业进路干扰的分析，采用解析方法推导确定。城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 二、采用特殊交路对通过能力的影响二、采用特殊交路对通过能力的影响 （1）中间站单向折返时）中间站单向折返时 列车在中间站单向站前折返时，如果折返调车作业和接发列车作业存在进路干扰，需要考虑因此而引起的折返列车出发间隔时间的延长，即列车折返能力损失问题。 由下图可知，在折返列车A即将完全驶出车站闭塞分区A（3），而长交路列车B又恰好运行到进站位置时，对列车折返能力的影响最大。根据接发列车作业优先原则，如果让折返列车A在A（2）等待长交路列车B进站后再出发，则最大折返出发间隔时间可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 列车在中间站单向站后折返时，如果折返调车作业和接发列车作业存在进路干扰，同样需要考虑因此而引起的折返列车出发间隔时间的延长，即列车折返能力损失问题。 由下图可知，折返列车A由A（2）驶出尽端折返线即将到达A（3），而长交路列车B又恰好运行到进站位置时，对列车折返能力的影响为最大。根据接发列车作业优先原则，折返列车A应该在A（2）待避，在长交路列车B到站停车。乘客上下车完毕和驶出车站闭塞分区，以及为折返列车A办妥调车进路后，折返列车A才能从折返线进路车站出发正线。此时，最大折返出发间隔时间计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 综合以上两例可知，因折返调车作业和接发列车作业干扰引起的折返出发间隔时间延长，站后折返远大于站前折返。因此，短交路列车在中间站单向折返时，采用站前折返方式比较有利。尤其是在行车密度较高的情况下，折返调车作业和接发列车作业干扰的概念较大，此时不宜采用站后折返方式。 此外，列车在中间站单向站前折返，还有可能对长、短交路的追踪列车间隔时间产生不利影响。长、短交路列车在中间折返站的追踪运行组合有前长后短和前短后长两种。在前行列车为长交路列车、后行列车为短交路列车时，列车在中间站单向折返不引起列车间隔时间增大，即不引起线路通过能力的损失。城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 在前行列车为短交路列车、后行列车为长交路列车时，如果因为接发列车作业优先让短交路折返列车等候长交路列车进站停妥后再出发，就会增大短交路折返列车与前行列车的间隔时间，进而引起线路通过能力的损失。此时最大的列车间隔时间可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 （2）中间站双向折返时）中间站双向折返时 列车在中间站双向站前折返时，如果M/N为非整数，由于双方向列车不能全部同时到达车站，并进行乘降作业与折返作业，需要考虑因双方向列车进路交叉干扰影响而引起的折返出发间隔时间延长，即列车列车折返能力损失问题折返能力损失问题。最大折返出发间隔时间计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 列车在中间站双向站后折返时，如果M/N为非整数，由于双方向列车不能全部同时到达车站，并进行乘降作业与折返作业，同时需要考虑因双方向列车进路交叉干扰影响而引起的折返出发间隔时间延长，即列车折返能力损失问题列车折返能力损失问题。在下图中，折返列车由A（2）或B（2）位置驶出尽端折返线即将到达A（3）或B（3）位置，而进站列车B（1）或A（1）又恰好运行到进站位置时，对折返出发间隔时间的不利影响为最大。根据接发列车作业优先原则，折返列车A（2）或B（2）应在尽端折返线等待进站列车腾空车站正线后再由尽端折返线运行至A（3）或B（3）位置。则最大折返出发间隔时间计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学4、使用通过能力、使用通过能力 由以上分析可知，因双方向列车进路交叉干扰引因双方向列车进路交叉干扰引起的折返出发间隔时间延长，站后折返远大于站前折起的折返出发间隔时间延长，站后折返远大于站前折返。因此，双方向列车在中间站折返时，不宜采用站返。因此，双方向列车在中间站折返时，不宜采用站后折返方式。后折返方式。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 在一定时期内，轨道交通的运输能力通常是相对固定的，但随着城市经济的不断发展和市民出行需求的不断增加，客流则往往呈现逐年增长的态势，运输能力紧张或不足的问题会逐渐凸显出来。为了适应客流的增长，轨道交通应及时和有计划的采取加强运输能力的措施，不断提高运输能力。 运输能力的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以下两个指标：高峰小时单向最大客流断面满载率1.0，客车满载率0.7。 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，因而也是合理的。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 一、运能一、运能-运量适应分析运量适应分析 在解决运输能力不足问题时，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，即根据轨道交通高峰小时现有运输能力能否适应规划年度高峰小时需要运输能力来确定。 高峰小时需要运输能力，根据预测的规划年度高峰小时最大断面客流量计算确定，计算公式为：城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 假设需要运输能力在运营初始年为25000人，平均每年增加2500人，现有运输能力和采取扩能措施后所实现的运输能力见下表，根据资料绘制的运量适应图如下。从运量适应图上可以清楚的看出运能-运量适应分析的结果。如，现有运输能力能否满足需要运输能力的逐年增长，采取某种扩能措施形成能力的最后期限、可以适应的运营年限，以及采取不同扩能措施后的运能-运量适应性等。序序号号运能状态变化运能状态变化h(s)M(辆辆)P车（人）车（人） P(人次）人次）1现有运能1806250300002扩能措施甲1808250400003扩能措施乙120830072000城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 二、运输能力加强途径与措施、运输能力加强途径与措施 （1）运输能力加强途径）运输能力加强途径 运输能力加强主要有建设新线、提高行车密度和增加列车定员三个途径。 建设新线建设新线：即是指投入运营线路的增加使轨道交通线网逐步扩大，也包括既有线路延伸，以及从单线成为双线或多线。建设新线能使运输能力有较大的提高，满足城市公共客运的需求，提高轨道交通线路的服务水平。 提高行车密度提高行车密度：由于建设新线会遇到资金、土地及环保等一系列的困难或限制，并且建设新线也不是在任何客流条件下都是合理经济的。因此，提高既有线行车密度是提高既有线运输能力的基本途径。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 提高行车密度时的通过能力的提高值可由下式表示： 增加列车定员增加列车定员：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。但地铁列车的扩大编组往往受到站台长度的限制；而轻轨线路在路权混用时，列车编组辆数多会在平交道口对其他交通产生一定影响。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 增加列车定员时的输送能力的提高值可由下式表示： 根据国内外轨道交通的运用实践，在扩能的途径方面，加强既有线运输能力的步骤通常是先提高行车密度，后增加列车定员，当然也有提高行车密度与增加列车定员两者并用的情形。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 （2）运输能力加强措施）运输能力加强措施 运输能力加强措施大体上可以分为运输组织措施和设备改造措施两大类。 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短时期内能提高通过能力的措施等。 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。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 在影响运输能力的众多变量中， 最重要的是正线数、列车运行控制方式、列车停站时间、追踪列车间隔时间、折返站的配线布置、折返出发间隔时间、列车编组辆数和车辆定员数等。就最终通过能力而言，轨道交通一般是由线路通过能力线路通过能力和列车折返能力列车折返能力两者中的能力较小者所决定。因此，采用何种运输能力加强措施必须具有针对性。 根据国内外轨道交通的运营实践、在扩能的措施方面，加强既有线运输能力通常是运输组织措施和设备改造措施两者并用。但在线路行车密度已经较高的情况下，提高运输能力往往需要通过采用设备改造措施来实现。 考虑到车站在建成后想扩建是极为困难的，因此，在轨道交通的规划设计中，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充分发挥。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 线路通过能力的加强措施线路通过能力的加强措施：v修建双线或四线：在既有单线或双线基础上建成双线或四线，能大幅度提高线路通过能力。但修建四线的情况在国外也不多见。v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。但会受到诸如工程经济性、施工困难和影响日常行车等因素的制约。v增设侧线及站台：在中间站与换乘站的客流较大或因列车在中间站折返对线路通过能力产生不利影响时，可考虑增设侧线及站台。 图1是侧式站台中间站增设侧线后，侧式站台变成双岛式站台；图2是岛式站台中间折返站增设侧线及站台，岛式站台变成混合式站台。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 中间站增设侧线后，列车在站台两侧轮流停靠平行作业，追踪列车间隔时间中不再包括列车停站时间，能够较大幅度提高线路通过能力。 另一种情形是，岛式站台中间站只增建侧式站台，列车停站时两侧均有站台，乘客可从两侧车门上下车或分开上下车，有利于缩短列车停站时间，提高线路通过能力。 在既有线加强运输能力时，该措施一般适用于地面线路。 中间站设置侧线的情况下，追踪列车间隔时间可按下式计算：城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 在基本限速命令设定为三个等级，并设置防护闭塞分区的情况下，为使追踪运行列车在区间内能按图定最高速度运行，追踪运行两列车应保持五个闭塞分区的安全间隔，则： 按追踪运行两列车到站停车条件计算追踪列车间隔时间时，应确保后行列车不因站内未准备好接车进路而减低进站速度。因此，车站办妥接车作业的时刻应不迟于后行列车以规定速度恰好位于某一闭塞分区分界点处，则：城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 按追踪运行两列车从车站出发条件计算追踪列车间隔时间时，为确保后行列车的追踪运行安全，后行列车在前行列车腾空三个闭塞分区后才能发车，则： 由于h追、h到和h发的计算式中均不含列车停站时间，设置侧线后能消除列车在中间站折返对线路通过能力产生的不利影响。但应指出，如果只在个别车站设置侧线，线路通过能力仍应按不设置侧线情况下的追踪列车间隔时间计算确定。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v使用新型车辆：新型车辆的含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、车辆起动加速度和制动减速度等运行参数，车站控制设备主要是指车载ATC设备和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。此外，采用车门数较多的车辆也能有效缩短列车停站时间。v采用先进的列车运行控制系统：对三显示带防护区段自动闭塞信号、调度集中控制的轨道交通线路，采用列车自动控制（ATC）系统后能较大幅度提高线路通过能力。用移动闭塞取代固定闭塞，能较大幅度缩短追踪列车间隔时间。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v分割车站区域轨道电路：如图所示，通过分割车站区域轨道电路，增加了一个前行列车离去速度监督等级，当前行列车出清轨道电路段cd，达到被监督速度，后行列车恰好运行至进站线路的a处；当前行列车出清整个车站轨道电路区域时，后行列车已运行到进站线路的a处。采用该措施可缩短组成追踪列车间隔时间的列车进站运行时间。v加强站台乘车组织：如图为了在到站后能减少出站走行距离和避开因人多而引起的检票等待，乘客的候车位置往往选择在离出站口较近的车辆停靠处，而列车内乘客分布的不均匀会造成列车在车站的停站时间延长。加强站台乘车组织，使列车内的乘客尽可能分布均匀，有利于减少列车停站时间。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 列车折返能力加强措施列车折返能力加强措施：v优化折返线布置：在优化折返线布置，对缩短折返出发间隔时间作用显著。如图所示，终点站有站前、站后两条平行的折返进路，在运营高峰期间可采用混合折返方式。终点站为双岛环形折返线布置，可增加折返进路、无列车换向作业，并缩短了乘客上车时间。中间站为双岛三线式布置，短交路列车站前折返接入中间线路，列车停站后两侧车门均可打开；长交路列车则停靠站台两侧线路。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v改变折返方式：在折返线布置一定时，改变折返方式可缩短折返出发间隔时间，如折返线布置为站前交叉渡线时，将侧到直发折返改为交替折返。 在图中，站后设交叉渡线、正线的站后延伸部分为折返线。采用直进I道侧出折返时，在前行列车未腾空尽端折返线I道时不能办理后行列车的接车进路，而采用侧进II道直出折返时，列车进入尽端折返线II道即可办理后行列车的接车进路。显然，与采用直进侧出折返方式比较，采用侧进直出折返方式有利于压缩折返出发间隔时间。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v压缩列车停站时间：通过增建侧式站台形成一岛一侧站台组合，可以缩短乘客上下车时间，加速列车折返。该措施一般适用于地面线路情况，由于土建工程量较大，是否采用应在与其他提高列车折返能力措施进行技术经济比较后确定。 另外，站前折返时，列车换向作业在乘客上下车时间内平行进行也能有效压缩列车停站时间。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v采用自动折返模式：自动折返模式是指折返调车进路办理及进路解锁由中央ATS根据列车折返运行情况自动控制、列车进出折返线运行为ATO驾驶模式。采用该措施后，能压缩办理进路时间与折返运行时间，达到加速列车折返的目的。v优化轨道电路设计：通过进路解锁提前，使后续折返进路或接车进路的办理提前进行，从而减少折返过程中的等待时间。如，在站后折返时，分割车站轨道电路能使办理折返列车出折返线进路的时间提前；调整车站轨道电路绝缘节的位置能使办理到达列车接车进路的时间提前。如下图所示，轨道电路绝缘节D位置调整后，进折返线列车尾部出清绝缘节的时间提前，使办理到达列车接车进路的时间也相应提前。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v道岔选用与优化设计：自动折返站采用12号道岔有助于提高列车侧向过岔速度，压缩折返运行时间。 在站后尽端线折返时，将单渡线道岔按两副单动道岔设计，只要进折返线列车的尾部越过第一副道岔，该道岔即可由开通侧向转换为开通直向，办理到达列车的接车进路。v折返线预置一列车：通过站站后折返时，如因列车到达折返站的间隔较大，当前行列车已经腾空出发正线，而后行列车还未进入折返线或还在折返线停留过程中，此时在折返线预置一列车可加快列车折返，提高列车折返能力。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强 基于以上分析，加强输送能力的措施主要有基于以上分析，加强输送能力的措施主要有：v增加列车编组：在列车扩大编组能大幅度增加列车定员，但列车扩大编组受到站台长度、运营经济性等因素的制约。 在大多数轨道交通线路上，当列车编组达到8辆时，列车长度将接近站台长度。在全日分时客流不均衡程度较大的情况下，采用大编组列车，运营非高峰时间内的车辆满载率一般较低。此外，当列车长度接近站台长度时，需要降低列车进站速度以确保列车在指定位置停车，这样会增加停车附加时间，对线路通过能力产生不利影响。城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v采用大型车辆：在国内轨道交通使用的车辆主要有A型车、B型车和C型车三种，车辆定员分别为310、230和210人左右。目前，A型车是国内新建地铁线路的首选车型。 在车辆定员由车辆的座位人数与站位人数组成。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。下表为部分城市地铁车辆的尺寸与车辆定员数据。洛杉矶洛杉矶新加坡新加坡香港香港上海上海莫斯科莫斯科车宽（m）3.083.23.113.002.71车长（m）22.7823.6522.8524.1419.21座位（人）6862486247站位（人）164258279248187定员（人）232320327310234制造国意大利日本英国德国前苏联城市轨道交通学院苏州大学5、运输能力加强、运输能力加强v优化车辆内部布置：在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。 LOGO城市轨道交通学院城市轨道交通学院