1、16.1 6.1 城市軌道交通系統(tǒng)能力的概念城市軌道交通系統(tǒng)能力的概念（1）設(shè)計(jì)能力： 某一線路上某一方向1h內(nèi)通過某一點(diǎn)的旅客數(shù)量。設(shè)計(jì)能力 = 線路能力列車能力 線路能力指每小時(shí)通過的列車數(shù)； 列車能力指列車容納的旅客人數(shù)，等于每列車車輛數(shù)乘以每輛車定員數(shù)。設(shè)計(jì)能力 = 線路能力每列車車輛數(shù)每輛車定員數(shù) 2（2）可用能力： 在容許旅客需求發(fā)散條件下，某一線路某一方向1h所能運(yùn)送的最大旅客數(shù)量?？捎媚芰?= 設(shè)計(jì)能力高峰發(fā)散系數(shù) 一般的，高峰期能力利用系數(shù)在0.700.95。36.2 6.2 運(yùn)輸能力的影響因素運(yùn)輸能力的影響因素6.2.1 6.2.1 線路能力線路能力 線路能力是指在采用一定

2、的車輛類型、信號(hào)設(shè)備和行車組織方法條件下，城市軌道交通系統(tǒng)線路的各項(xiàng)固定設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)（通常是高峰小時(shí)）所能通過的列車數(shù)。 4 線路能力計(jì)算依據(jù)： （1）線路 （2）列車折返設(shè)備 （3）車輛段設(shè)備 （4）牽引供電設(shè)備 供電車輛段折返線路最終nnnnn,min56.2.2 6.2.2 列車能力列車能力 列車能力：列車能力 = 每列車車輛數(shù)每輛車定員數(shù) 每輛車定員數(shù)：每輛車定員數(shù) = 車廂固定座位數(shù)+車廂有效站立面積每單位面積允許站立人數(shù) 6 車輛能力 1）面向設(shè)計(jì)的能力 如果選擇了某一類車輛： （1）座位數(shù)，假定所有座位滿載。 （2）站立面積，即可用面積，要扣除座位旅客的腿部所占面積。 （3）

3、站立密度，一般的，高峰期短時(shí)間可承受的平均站立密度為4人/m2，距離長(zhǎng)時(shí)應(yīng)相應(yīng)減少；有時(shí)，服務(wù)策略、地區(qū)條件也是調(diào)整的因子。 7 （4）站立效率，是用來增加或減少期望站立密度的一個(gè)直接因素，它需要兼顧站立空間的特性。 （5）輪椅調(diào)整系數(shù)，很多城市軌道交通系統(tǒng)是可兼容輪椅的，這一問題要在計(jì)算時(shí)加以考慮。一般的，一個(gè)輪椅所占面積可按1.21.5 m2計(jì)算，大致相當(dāng)于26名站立旅客。 （6）行李調(diào)整系數(shù)，與輪椅類似，當(dāng)旅客攜帶一些大的物體時(shí)，需要調(diào)整能力。 82）一般情況下的車輛可用能力 當(dāng)沒有為系統(tǒng)選定車輛時(shí)，可以參考某種通用的車輛參數(shù)來計(jì)算能力。 影響車輛能力的主要參數(shù)包括： （1）車輛長(zhǎng)度，可

4、參照按車鉤中點(diǎn)計(jì)算列車全長(zhǎng)的車輛名義長(zhǎng)度。 9 （2）車輛寬度，座椅后背高度處車輛的寬度，主要考慮到人的肩部較腳部寬。該處一般比地板高出0.8m，它比站臺(tái)水平上的車輛寬度寬0.100.15m，車輛寬度采用外部尺寸，再轉(zhuǎn)換為內(nèi)部尺寸。一般可假定車體一側(cè)的墻厚為0.050.10m。 （3）無乘客空間，主要兼顧駕駛室、設(shè)備及端墻等，包括車鉤末端的300mm距離。 （4）座位密度，一般為1.52.0人/ m2，低限適合通勤或長(zhǎng)距離市郊快速鐵路，高限適合某些重軌快速線路。 10 （5）座位利用率，與座位密度類似，旅客就座率也是一個(gè)特定場(chǎng)合的設(shè)計(jì)參數(shù)，受政策決策影響。 （6）標(biāo)準(zhǔn)密度，沒有被座位占用或?yàn)檩?/p>

5、椅、行李甚至自行車設(shè)計(jì)占用的車輛地板的空間一般可以容納4人/ m2。在北美，該值可在1.57人/ m2范圍內(nèi)選取。116.2.3 6.2.3 車站對(duì)能力的約束車站對(duì)能力的約束 需要考慮以下因素： （1）車站能力，包括占有率的限制。 （2）站臺(tái)客流限制，主要是由于出入口的數(shù)量及寬度限制引起的。 （3）車站停留空間不足。 （4）收費(fèi)系統(tǒng)的能力限制。126.2.4 6.2.4 其它影響因素分析其它影響因素分析 （1）站立密度不是絕對(duì)的4人/ m2，在擁擠條件下，人們可以擠得更緊。 （2）一般不可能設(shè)想多單元列車上所有車輛均同樣擁擠。 （3）還有一些其他因素會(huì)減少列車能力，如牽引力大小，車門問題，操作

6、者的差異。他們不僅會(huì)導(dǎo)致列車間隔的增大，還會(huì)增加間隔的變化幅度。 13 （4）最小間隔概念上沒有給運(yùn)行圖留出間隙，以作為恢復(fù)晚點(diǎn)延誤的空當(dāng)，它使得系統(tǒng)不能適應(yīng)服務(wù)的變化。 （5）旅客需求在高峰期內(nèi)一般也不是平均分布的，存在一些需求波動(dòng)，這與特定的工作開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間有關(guān)。 （6）日常需求還存在一些隨星期、季節(jié)、假期、天氣而發(fā)生的波動(dòng)，如周一與周五不同等，這增加了需求的不可預(yù)測(cè)性。 （7）客運(yùn)需求是有一定彈性的，有時(shí)可以有一些擁擠和延誤。 146.3 6.3 線路通過能力線路通過能力6.3.1 6.3.1 線路通過能力計(jì)算原理線路通過能力計(jì)算原理 線路能力是系統(tǒng)綜合能力的反應(yīng)，決定于行車密度，

7、從而影響運(yùn)輸能力。151）追蹤列車間隔時(shí)間 在列車追蹤運(yùn)行的情況下，計(jì)算線路通過能力的一般公式為： 線路在1小時(shí)內(nèi)能夠通過的最大列車數(shù)（列）； 追蹤列車間隔時(shí)間（s）。hn3600線路線路nh162）列車運(yùn)行控制方式 列車自動(dòng)控制的一般原理： 自動(dòng)檢測(cè)追蹤運(yùn)行列車的位置、速度和線路的平縱斷面等信息，并將檢測(cè)到的信息傳輸?shù)娇刂浦行?；控制中心根?jù)接收到的信息、列車運(yùn)行圖資料，自動(dòng)生成對(duì)車載設(shè)備與地面設(shè)備的控制命令；車載設(shè)備與地面設(shè)備根據(jù)控制命令自動(dòng)對(duì)列車運(yùn)行間隔與速度等實(shí)施具體的控制。 目前使用的列車檢測(cè)技術(shù)：軌道電路技術(shù)、計(jì)軸設(shè)備、交叉感應(yīng)環(huán)線、無線通信等17 軌道交通的列車運(yùn)行控制方式：（1）

8、傳統(tǒng)信號(hào)的列車運(yùn)行控制（2）采用ATC的列車運(yùn)行控制（3）基于通信的列車運(yùn)行控制18（1）采用傳統(tǒng)信號(hào)的固定閉塞列車運(yùn)行控制 三顯示自動(dòng)閉塞、四顯示自動(dòng)閉塞GL列2L列2L閉L閉L閉GYR追LGL列2L列2L閉L閉L閉I追GYRL閉YG19 閉塞分區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件： 大于或等于列車制動(dòng)距離加上一個(gè)安全距離余量； 大于或等于列車長(zhǎng)度。 在不考慮線路平縱斷面對(duì)制動(dòng)距離的影響的情況下，計(jì)算公式：式中：vmax 列車最高運(yùn)行速度（m/s）； f 安全系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)取值為1.351.5； bmax 緊急制動(dòng)減速度（m/s2）。max2max2bfvl分區(qū)20（2）采用ATC的固定閉塞列車運(yùn)行控制 列

9、車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)包括： 列車自動(dòng)控制子系統(tǒng)（ATP）列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）列車自動(dòng)運(yùn)行子系統(tǒng)（ATO）列車運(yùn)行自動(dòng)化列車指揮自動(dòng)化列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）21（3）采用無線通信的移動(dòng)閉塞列車運(yùn)行控制 移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)包括： 無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 控制中心設(shè)備 聯(lián)鎖區(qū)設(shè)備 車載設(shè)備等226.3.2 6.3.2 線路通過能力計(jì)算方法線路通過能力計(jì)算方法1）固定（自動(dòng)）閉塞線路 后行列車從初始位置至前行車，需經(jīng)過四個(gè)單項(xiàng)作業(yè)： 進(jìn)站運(yùn)行制動(dòng)停車停站作業(yè)起動(dòng)出站23（1）列車進(jìn)站運(yùn)行時(shí)間：式中：l站車站閉塞分區(qū)或車站軌道電路區(qū)段長(zhǎng)度（m）； l列列車長(zhǎng)度（m）； l制列車制動(dòng)距離（m）；

10、li閉塞分區(qū)或軌道電路區(qū)段長(zhǎng)度（m）； v運(yùn)列車運(yùn)行速度（m/s）。運(yùn)制列站運(yùn)vllllti)(5 . 024（2）列車制動(dòng)停車時(shí)間：式中： v制制動(dòng)初速度（m/s）； b常用制動(dòng)減速度（ m/s2 ）。 bvt制制25（3）列車停站時(shí)間：確認(rèn)不同開關(guān)下上高峰下上站ttttmdnppt)(26（4）列車起動(dòng)出站時(shí)間：式中：a起動(dòng)加速度（ m/s2 ）。（5）追蹤列車間隔時(shí)間（車站無配線）：allt/ )(站列加加站制運(yùn)tttth272）移動(dòng)自動(dòng)閉塞線路 制動(dòng)停車停站作業(yè)起動(dòng)出站28（1）列車制動(dòng)停車時(shí)間式中： t空制動(dòng)空走時(shí)間（s）； v進(jìn)規(guī)定的列車進(jìn)站速度（m/s）。（2）列車停站時(shí)間：bv

11、tt進(jìn)空制29（3）列車起動(dòng)出站時(shí)間：式中： l安安全防護(hù)距離（m）。（4）追蹤列車間隔時(shí)間（車站無配線）：alllt/ )2(安站列加加站制ttth306.4 6.4 列車折返能力列車折返能力6.4.1 6.4.1 列車折返能力計(jì)算原理列車折返能力計(jì)算原理1）計(jì)算折返能力的一般公式 列車折返能力是指軌道交通折返站在單位時(shí)間（通常是高峰小時(shí)）能夠折返的最大列車數(shù)。 計(jì)算公式： 式中：h發(fā)折返出發(fā)間隔時(shí)間（s）。發(fā)折返hn3600312）折返出發(fā)間隔時(shí)間 折返出發(fā)間隔時(shí)間是指在折返作業(yè)正常進(jìn)行、考慮作業(yè)與進(jìn)路干擾情況下，折返列車在折返站的最小出發(fā)間隔時(shí)間。 列車折返間隔時(shí)間與列車在折返站停留時(shí)間

12、：326.4.2 6.4.2 列車折返能力計(jì)算列車折返能力計(jì)算1）終點(diǎn)站站后折返站臺(tái)33 計(jì)算公式：式中：t離去列車駛出車站閉塞分區(qū)的時(shí)間（s）； t作業(yè)出辦理出折返線調(diào)車進(jìn)路的時(shí)間（s），包括道岔區(qū)段進(jìn)路解鎖延遲、排列進(jìn)路和開放調(diào)車信號(hào)等時(shí)間； t反應(yīng)車載設(shè)備反應(yīng)時(shí)間（s）； t出線列車從折返線至車站出發(fā)線的運(yùn)行時(shí)間（s）。站出線反應(yīng)出作業(yè)離去后發(fā)ttttth342）終點(diǎn)站站前折返（1）側(cè)到直發(fā)折返站臺(tái)站臺(tái)35 計(jì)算公式：式中： t作業(yè)接辦理接車進(jìn)路的時(shí)間（s），包括道岔區(qū)段進(jìn)路解鎖延遲、排列進(jìn)路和開放調(diào)車信號(hào)等時(shí)間； t進(jìn)站列車從進(jìn)站渡線道岔外方確認(rèn)信號(hào)距離至車站正線的走行時(shí)間（s）。（2

13、）直到側(cè)發(fā)折返形式站進(jìn)站反應(yīng)接作業(yè)離去前發(fā)ttttth36（3）直到側(cè)發(fā)、側(cè)到直發(fā)交替折返站臺(tái)站臺(tái) 站臺(tái)站臺(tái) 37 計(jì)算公式：)( ,max)2)(1(反應(yīng)發(fā)作業(yè)離去發(fā)ttthh反應(yīng)發(fā)作業(yè)進(jìn)站反應(yīng)接作業(yè)離去發(fā)tttttth)3)(2(383）中間站單向折返（1）站前直到側(cè)發(fā)折返站臺(tái)站臺(tái)BA(3)A(1)A(2)39（2）站后盡端線折返站臺(tái)A(3)BA(1)A(2)404）中間站雙向折返（1）站前渡線折返站臺(tái)站臺(tái)B(1)A(3)A(1)A(2)B(3)B(2)41（2）站后盡端線折返站臺(tái)A(1) B(3)B(1)A(3)B(2)A(2)426.5 6.5 列車能力計(jì)算列車能力計(jì)算列車能力（旅客數(shù)

14、/列車） = 每輛車載客數(shù)量列車中的車輛數(shù)量 城市軌道交通線路的輸送能力在線路條件一定的條件下，主要決定于列車編組輛數(shù)和車輛定員人數(shù)，具體計(jì)算公式為： 式中，p線路每小時(shí)最大輸送能力，人； P車車輛定員，人。車mPnpmax43（1）列車編組輛數(shù) 列車編組輛數(shù)確定的主要依據(jù)是預(yù)測(cè)的規(guī)劃年度早高峰小時(shí)最大斷面客流量，計(jì)算公式如下： 此外，在確定列車編組輛數(shù)時(shí)還應(yīng)充分考慮如下制約因素： 站臺(tái)長(zhǎng)度限制。 對(duì)線路能力的影響。 經(jīng)濟(jì)合理性。)/(max車高峰PnPm 44（2）車輛定員數(shù) 車輛定員數(shù)，指城市軌道交通列車的額定載客量，由車輛的座位人數(shù)和站位人數(shù)組成，為車廂座位數(shù)和空余面積上站立的乘客數(shù)之和

15、。 站位面積，指車廂空余面積，為車廂面積減去坐位面積。 計(jì)算公式：客車輛定員數(shù)=車廂固定乘客座位數(shù)+車廂有效站立面積（m2）每平方米允許站人數(shù) 456.6 6.6 提高城市軌道交通系統(tǒng)輸送能力的措施提高城市軌道交通系統(tǒng)輸送能力的措施6.6.1 6.6.1 影響輸送能力的因素影響輸送能力的因素 （1）線路：包括正線數(shù)目，路權(quán)是否專用，交叉口的類型和交通控制方式等。 （2）車輛：包括車輛定員數(shù)，最高運(yùn)行速度，加、減速度，車門數(shù)及車門寬度和座椅布置方式等。 （3）車站：包括站間距，站臺(tái)高度和寬度，售檢票方式和上下車區(qū)域是否分開等。 （4）列車運(yùn)行控制：包括信聯(lián)閉類型和列車自動(dòng)控制系統(tǒng)等。 46 （5

16、）運(yùn)輸組織：包括列車間隔時(shí)間，列車編組輛數(shù)，列車在折返站停留時(shí)間，列車正點(diǎn)率，客流的時(shí)間和空間分布特征等。 （6）其他交通：在路權(quán)混用和平面交叉時(shí)，其他交通量及特點(diǎn)等。476.6.2 6.6.2 輸送能力加強(qiáng)的措施輸送能力加強(qiáng)的措施1）加強(qiáng)線路通過能力的措施 （1）修建新線，在既有雙線基礎(chǔ)上增加線路。 （2）改造線路平、縱斷面。 （3）客流量較大的中間站修建側(cè)線。 （4）客流量較大的中間站增建站臺(tái)，同時(shí)也可根據(jù)客流需求同步修建側(cè)線。 （5）使用新型車輛。48 （6）改進(jìn)車輛設(shè)計(jì)。 （7）采用先進(jìn)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。 （8）改用移動(dòng)閉塞。 （9）分割車站區(qū)域軌道電路。 （10）采用跨站停車的列車

17、運(yùn)行組織方式。 （11）加強(qiáng)站臺(tái)乘客組織。492）加強(qiáng)折返站折返能力的措施 （1）改變折返方式。 （2）折返線的配線形式。 增加發(fā)車線。 混合折返配線。 在終點(diǎn)站修建環(huán)形折返線。 （3）改變站臺(tái)結(jié)構(gòu)。 （4）改變折返站控制方式，壓縮進(jìn)路時(shí)間。 優(yōu)化折返站的道岔與軌道電路設(shè)計(jì)。 折返站采用自動(dòng)信號(hào)設(shè)備。503）加強(qiáng)列車能力的措施 （1）優(yōu)化城市軌道交通車輛 選用定員數(shù)大的車輛。 優(yōu)化車輛內(nèi)部布置。 （2）增加列車車輛編組數(shù)。516.7 6.7 提高城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行效率的措施提高城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行效率的措施6.7.1 6.7.1 出行速度的定義及其影響因素出行速度的定義及其影響因素 提高城市

18、軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行效率主要體現(xiàn)在提高旅客乘坐城市軌道交通出行速度。1）出行速度 出行速度，指的是乘客在城市中出行，按“門”到“門”出行距離和出行時(shí)間計(jì)算的平均速度。52 出行速度的計(jì)算公式：式中，v出行乘客“門”到“門”出行速度，m/s； s全乘客出行全程距離，m； t站外從出行起點(diǎn)至進(jìn)站口與從出站口至出行終點(diǎn)的 時(shí)間和，s； t乘車乘坐城市軌道交通列車時(shí)間，s； t站內(nèi)從進(jìn)站口至上車、從下車至出站口以及在站內(nèi) 換乘的時(shí)間，s。站內(nèi)乘車站外全出行tttsv532）影響出行速度的主要因素（1）乘客從出行始、終點(diǎn)至車站的時(shí)間 主要取決于出行始點(diǎn)至車站的距離。 據(jù)國(guó)外研究，到達(dá)城市軌道交通車站的合理步

19、行區(qū)應(yīng)是以車站為圓心，半徑為600800m的區(qū)域。 影響步行距離的主要因素是站間距。此外，還有道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。54對(duì)于居住在合理步行區(qū)外的乘客，需要利用地面公共交通作為城市軌道交通的銜接工具。 據(jù)國(guó)外研究，為發(fā)揮城市軌道交通的快速優(yōu)越性，到達(dá)車站的合理接運(yùn)交通區(qū)應(yīng)是以車站為圓心，半徑為25003000m的區(qū)域。55（2）乘坐城市軌道交通的時(shí)間假設(shè)a=b，并且i加=i制=0，則該項(xiàng)時(shí)間可按下式計(jì)算：式中：n乘車區(qū)間數(shù)； v運(yùn)列車運(yùn)行速度，m/s。站運(yùn)運(yùn)加站乘車tnavvlsnt) 1()22(56（3）站內(nèi)走行時(shí)間 車站出入口至站臺(tái)的水平和垂直距離 站臺(tái)入口數(shù)量 有兩個(gè)或幾個(gè)站臺(tái)入口有助于乘客縮短進(jìn)出站的距離和時(shí)間； 也有利于乘客均勻分布在站臺(tái)候車，縮短列車停站時(shí)間。 通道、升降設(shè)備和售檢票設(shè)備等設(shè)施的通過能力 客流量； 設(shè)備的通過能力。57 候車時(shí)間 站臺(tái)候車時(shí)間的長(zhǎng)短與行車間隔有關(guān)。 在行車間隔為25min的高密度行車情況下，站臺(tái)候車時(shí)間的理論平均值可等于行車間隔時(shí)間的二分之一。 換乘時(shí)間 乘客換乘時(shí)間主要是由于乘客在不同線路站臺(tái)間的換乘引起的。走行時(shí)間的長(zhǎng)短與兩個(gè)站臺(tái)間的水平和垂直距離有關(guān)，取決于換