城市轨道交通运输能力ppt课件.ppt

,6.1 运输能力基本概念6.2 运输能力的影响因素6.3 运输能力的计算6.4 加强运输能力的措施6.5 提高运行效率的措施,6 城市轨道交通运输能力,6.1 运输能力基本概念运输能力：某线路上、某一方向、一小时内所能输送的旅客总数。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、移动设备、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。运输能力计算涉及新建及拓展项目的规划与运营分析、运输线路评价、新的信号与控制技术的评估、系统能力与运营随时间的变化等。,6 城市轨道交通运输能力,1、通过能力 通过能力是指一定的车辆类型、行车组织方法条件下，城市轨道交通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。（1）.通过能力的分类 设计通过能力（新线或技术改造后的既有线） 现有通过能力（当前） 需要通过能力（后备）,6 城市轨道交通运输能力,（2）.通过能力的计算通过能力应按固定设备计算：轻轨、地铁：线路（信号系统构成、列车运行控制方式、车辆技术性能、行车组织方法、进出站线路横纵断面、停站时间标准等。）列车折返设备（折返线布置、信号联锁设备、折返站内运 行速度、折返站标准停时等）车辆段设备（车辆检修台位、停车线数量）牵引供电设备（牵引变电所的数量、容量）,6 城市轨道交通运输能力,通过能力应按固定设备计算：市郊铁路：区间（区间正线数、区间长度、线路平纵断面等）车站（车站到发线数、咽喉道岔布置等）机务段设备和整备设备（段内整备线、定修台位等）牵引供电设备（牵引变电所、接触网）,6 城市轨道交通运输能力,限制通过能力的最主要的因素：由各项固定设备计算得到的通过能力，往往不同，其中通过能力最小的设备限制了整个线路的通过能力。影响通过能力的诸多因素中，最主要的是列车运行控制方式和停站时间。通过能力的正确计算和合理确定，在轨道交通系统的新线规划设计、日常运输能力安排及既有线改造过程中都是一个重要问题。,6 城市轨道交通运输能力,2、输送能力 输送能力是在一定的车辆类型、固定设备和行车组织方法的条件下，按照现有设备和乘务人员的数量，城市轨道交通系统在单位时间内所能运送的乘客人数。输送能力与通过能力、列车定员、车站设备的设计容量有关。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。,6 城市轨道交通运输能力,3、通过能力与输送能力的关系,6 城市轨道交通运输能力,运输能力,通过能力,输送能力,从固定设备角度确定线路所能开行的列车数是输送能力的基础,从移动设备与行车作业人员的配备角度确定输送乘客数是通过能力的最终体现,（1）设计通过能力（2）现有通过能力（3）需要通过能力,新线,当前,后备,（1）线路（2）列车折返设备（3）车辆段设备（4）牵引供电设备,车站设计客容量、列车定员、线路服务定位等,衡量轨道交通技术水平与服务水平的重要指标,6.2 运输能力的影响因素6.2.1 线路能力 线路能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和行车组织方法条件下，城市轨道交通系统线路的各项固定设备在单位时间内（通常是高峰小时）所能通过的列车数。线路能力主要取决于最小列车间隔和车站停留时间。,6 城市轨道交通运输能力,1、最小列车间隔（1）列车控制系统与闭塞分区长度的影响 ATC系统：固定闭塞ATC系统 准移动闭塞ATC系统 移动闭塞ATC系统（2）折返站的折返能力 折返方式：站前折返 站后折返（站后折返的折返能力较大）,6 城市轨道交通运输能力,2、车站停留时间在满足服务安全性的前提下，列车在站点停车时间越短越好。车站停留时间包括：（1）客流上下车时间（2）开关门时间（3）车门关闭后的等待时间,6 城市轨道交通运输能力,车站停留时间确定的影响因素：（1）车门运行（2）客流量（3）车门数量、宽度、间隔（4）站台周转情况（5）站台高度（6）列车停站前、关门后的延误（7）单/双向上下车,6 城市轨道交通运输能力,6.2.2 列车能力分析 列车能力：设计列车能力 = 每列车编组数每辆车定员数实用列车能力 = 每列车编组数每辆车定员数发散系数 每辆车定员数：每辆车定员数 = 车厢固定座位数+车厢有效站立面积每单位面积允许站立人数,6 城市轨道交通运输能力,1、设计能力 如果选择了某一类车辆： （1）座位数，假定所有座位满载。 （2）站立面积，即可用面积，要扣除座位旅客的腿部所占面积。 （3）站立密度，一般的，高峰期短时间可承受的平均站立密度为9人/m2，距离长时应相应减少；有时，服务策略、地区条件也是调整的因子。,6 城市轨道交通运输能力,（4）站立效率，是用来增加或减少期望站立密度的一个直接因素，它需要兼顾站立空间的特性。 （5）轮椅调整系数，很多城市轨道交通系统是可兼容轮椅的，这一问题要在计算时加以考虑。一般的，一个轮椅所占面积可按1.21.5 m2计算，大致相当于26名站立旅客。 （6）行李调整系数，与轮椅类似，当旅客携带一些大的物体时，需要调整能力。,6 城市轨道交通运输能力,2、可用能力 当没有为系统选定车辆时，可以参考某种通用的车辆参数来计算能力。 影响车辆能力的主要参数包括： （1）车辆长度，可参照按车钩中点计算列车全长的车辆名义长度。,6 城市轨道交通运输能力,（2）车辆宽度，座椅后背高度处车辆的宽度，主要考虑到人的肩部较脚部宽。该处一般比地板高出0.8m，它比站台水平上的车辆宽度宽0.100.15m，车辆宽度采用外部尺寸，再转换为内部尺寸。一般可假定车体一侧的墙厚为0.050.10m。 （3）无乘客空间，主要兼顾驾驶室、设备及端墙等，包括车钩末端的300mm距离。 （4）座位密度，一般为1.52.0人/ m2，低限适合通勤或长距离市郊快速铁路，高限适合某些重轨快速线路。,6 城市轨道交通运输能力,（5）座位利用率，与座位密度类似，旅客就座率也是一个特定场合的设计参数，受政策决策影响。 （6）标准密度，没有被座位占用或为轮椅、行李甚至自行车设计占用的车辆地板的空间一般单位面积可以容纳的人数，根据不同技术标准，其数值也有不同。长期以来我国轨道交通建设一直采用：定员6人/ m2，超员9人/ m2的标准。车辆能力的计算，涉及三个方面：座位密度、作为率、站立密度。对于站立密度，未来的发展趋势必然会考虑舒适度的需求。,6 城市轨道交通运输能力,6 城市轨道交通运输能力,3、 列车能力设计列车能力是对车辆能力与编组数的简单乘积。 编组数受以下因素影响： （1）站台长度，尤其是既有线。 （2）街道约束，指在街道上行驶的车辆。,6 城市轨道交通运输能力,6.2.3 车站对能力的约束 需要考虑以下因素： （1）车站能力，包括占有率的限制。 （2）站台客流限制，主要是由于出入口的数量及宽度限制引起的。 （3）车站停留空间不足。 （4）收费系统的能力限制。,6 城市轨道交通运输能力,6.2.4 其它影响因素分析 （1）站立密度不是绝对的，在拥挤条件下，人们可以挤得更紧。 （2）一般不可能设想多单元列车上所有车辆均同样拥挤。 （3）还有一些其他因素会减少列车能力，如牵引力大小，车门问题，操作者的差异。他们不仅会导致列车间隔的增大，还会增加间隔的变化幅度。,6 城市轨道交通运输能力,（4）最小间隔概念上没有给运行图留出间隙，以作为恢复晚点延误的空当，它使得系统不能适应服务的变化。 （5）旅客需求在高峰期内一般也不是平均分布的，存在一些需求波动，这与特定的工作开始时间和结束时间有关。 （6）日常需求还存在一些随星期、季节、假期、天气而发生的波动，如周一与周五不同等，这增加了需求的不可预测性。 （7）客运需求是有一定弹性的，有时可以有一些拥挤和延误。,6 城市轨道交通运输能力,6.3 运输能力计算6.3.1 通过能力 通过能力反映的是线路、列车折返设备、车辆段设备和牵引供电设备的综合能力，其中主要制约通过能力的是线路通过能力和折返设备通过能力。,6 城市轨道交通运输能力,1 、线路通过能力 自动闭塞行车时的线路通过能力：n线：1小时内线路能通过的最大列车数（列）t间：追踪列车最小间隔时间（s）,6 城市轨道交通运输能力,双区间闭塞线路通过能力ti运：i区间运行时分（s)连：连发间隔时间（s）,6 城市轨道交通运输能力,2 、列车折返设备通过能力（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（通常是高峰小时）能够折返的最大列车数。 计算公式： 式中：t折折返出发间隔时间（s）。,6 城市轨道交通运输能力,折返出发间隔时间是指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。站前折返与站后折返对应的折返出发间隔时间不同。,6 城市轨道交通运输能力,（2）站后折返,6 城市轨道交通运输能力,计算公式：式中：t离去列车驶出车站闭塞分区的时间（s）； t作业办理出折返线调车进路的时间（s），包括道岔区段进路解锁延迟、排列进路和开放调车信号等时间； t确认司机确认信号时间（s）； t出段列车从折返线至车站出发线的运行时间（s）,6 城市轨道交通运输能力,（3）站前折返侧到直发折返、直到侧发折返,6 城市轨道交通运输能力,计算公式：式中： t作业办理接车进路的时间（s），包括道岔区段进路解锁延迟、排列进路和开放调车信号等时间； t进站列车从进站渡线道岔外方确认信号距离至车站正线的走行时间（s）。 t离去列车驶出车站闭塞分区的时间（s）；,6 城市轨道交通运输能力,3、最终通过能力和使用通过能力（1）最终通过能力 城市轨道交通最终通过能力通常受限制于线路或列车折返设备的通过能力，则最终通过能力计算公式为： 式中：nmax城市轨道交通在1小时内最终能够通过的最大列车数量（列）。,6 城市轨道交通运输能力,（2）使用通过能力在日常行车组织中，因为列车运行时分偏离、设备故障、行车事故和外界影响等带来的通过能力损失是不可避免的，实际可用的通过能力往往达不到理想作业条件下的理论计算能力。使用通过能力计算公式： 式中：n使用扣除能力损失后，城市轨道交通在1小时内最终能够通过的最大列车数量（列）。 t损失平均每列车分摊到的损失时间。,6 城市轨道交通运输能力,6.3.2 输送能力 城市轨道交通线路的输送能力在线路条件一定的条件下，主要决定于列车编组辆数和车辆定员人数，具体计算公式为： 式中，p线路每小时最大输送能力(人)； P车车辆定员（人）。,6 城市轨道交通运输能力,1、列车编组辆数 列车编组辆数确定的主要依据是预测的规划年度早高峰小时最大断面客流量，计算公式如下： 此外，在确定列车编组辆数时还应充分考虑如下制约因素： 站台长度限制。 对线路能力的影响。 经济合理性。,6 城市轨道交通运输能力,2、车辆定员数 车辆定员数，指城市轨道交通列车的额定载客量，由车辆的座位人数和站位人数组成，为车厢座位数和空余面积上站立的乘客数之和。 站位面积，指车厢空余面积，为车厢面积减去坐位面积。 计算公式：客车辆定员数=车厢固定乘客座位数+车厢有效站立面积（m2）每平方米允许站人数,6 城市轨道交通运输能力,6.3.3 运输能力储备运输储备能力，是指在一定时期内，给定运量条件下，充分考虑运量波动、维修作业、技术改造和系统发展等因素后，运输系统具备完成日常运输任务所需的最小使用能力以外的附加能力。,6 城市轨道交通运输能力,运量波动和车辆运行波动,运输系统运营初期过余,能力储备实际上是利用设备冗余或时间冗余提高运输系统的可靠性，使运输系统的发展能够适应不断增长的运输需求。,6 城市轨道交通运输能力,通过能力储备：固定设备的能力储备（比如通过能力设备）,输送能力储备：活动设备的能力储备（比如备用车辆）,6.4 输送能力加强的措施,6 城市轨道交通运输能力,1 、运能运量适应分析,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。,6 城市轨道交通运输能力,2、影响运输能力的变量 （1）线路：包括正线数目，路权是否专用，交叉口的类型和交通控制方式等。 （2）车辆：包括车辆定员数，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。 （3）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。 （4）列车运行控制：包括信联闭类型和列车自动控制系统等。,6 城市轨道交通运输能力,（5）运输组织：包括列车间隔时间，列车编组辆数，列车在折返站停留时间，列车正点率，客流的时间和空间分布特征等。 （6）其他交通：在路权混用和平面交叉时，其他交通量及特点等。,6 城市轨道交通运输能力,3、加强运输能力的途径建设新线：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。,6 城市轨道交通运输能力,3、加强运输能力的途径提高行车密度：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。通过能力提高值可表示为：,6 城市轨道交通运输能力,3、加强运输能力的途径增加列车定员：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。输送能力提高值可表示为：,6 城市轨道交通运输能力,4、加强运输能力的措施 提高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。 运输组织措施是运用比较完善的运输组织方法，更有效地使用既有技术设备，从而提高运输能力。 设备改造措施是指通过加强技术设备的措施。,6 城市轨道交通运输能力,提高线路通过能力的措施（1）修建双线或四线,（2）改造线路平、纵断面,（3）客流较大中间站修建侧线,（4）客流较大中间站增建站台,（5）使用新型车辆。(车辆运行性能：构造速度、启动加速度、制动减速度等) （6）改进车辆设计。（针对缩短列车停站时间、增加车辆定员、增设车门） （7）采用先进的列车运行控制系统。 （8）改用移动闭塞。 （9）采用跨站停车的列车运行组织方式,6 城市轨道交通系统运输能力,（10）分割车站区域轨道电路（11）加强站台客运组织,提高列车折返能力的措施（1）修建环形折返线(优化折返线布置),（2）增建站台（3）优化道岔与轨道电路设计（4）采用自动信号设备（5）在折返线上预置一列车周转（6）改变折返方式有两条折返进路的车站可分别使用两条折返进路进行交替折返。,压缩停站时间！,先侧进直出，后直进侧出,直进侧出：折返列车在折返过程中直向到达，侧向出发。要同时占用上下行正线，而且在车辆运行过程中进站要减速出站要加速的实际情况来看，直向进站，速度高、减速范围大；而侧向出站需通过道岔，使列车加速受到限制。侧进直出：折返列车侧向到达、直向出发。折返列车借助于下行列车出发后的间隙，接入下行站台正线，同时腾空了上行正线，且从列车出站的运行规律（进站减速出站加速）角度考虑，以及乘客乘坐的舒适度考虑，这种折返相对较好。交替折返：先侧进直出、后直进侧出，可提高车站折返能力,提高输送能力的措施（1）增加列车编组辆数（2）采用大型车辆（3）优化车辆内部布置,6.5 提高运行效率的措施 提高城市轨道交通系统运行效率主要体现在提高旅客乘坐城市轨道交通出行速度。 出行速度 出行速度，指的是乘客在城市中出行，按“门”到“门”出行距离和出行时间计算的平均速度。,6 城市轨道交通系统运输能力,出行速度的计算公式：式中，v出行乘客“门”到“门”出行速度，m/s； s全乘客出行全程距离，m； t站外从出行起点至进站口与从出站口至出行终点的 时间和，s； t乘车乘坐城市轨道交通列车时间，s； t站内从进站口至上车、从下车至出站口以及在站内 换乘的时间，s。,6 城市轨道交通系统运输能力,一、影响出行速度的主要因素1、乘客从出行始、终点至车站的时间 主要取决于出行始点至车站的距离。 据国外研究，到达城市轨道交通车站的合理步行区应是以车站为圆心，半径为600800m的区域。 影响步行距离的主要因素是站间距。此外，还有道路网结构形式。,6 城市轨道交通系统运输能力,对于居住在合理步行区外的乘客，需要利用地面公共交通作为城市轨道交通的衔接工具。 据国外研究，为发挥城市轨道交通的快速优越性，到达车站的合理接运交通区应是以车站为圆心，半径为25003000m的区域。,6 城市轨道交通系统运输能力,2、乘坐城市轨道交通的时间假设a=b，则该项时间可按下式计算：式中：n乘车区间数； v运列车运行速度，m/s。,6 城市轨道交通系统运输能力,3、站内走行时间 车站出入口至站台的水平和垂直距离 站台入口数量 有两个或几个站台入口有助于乘客缩短进出站的距离和时间； 也有利于乘客均匀分布在站台候车，缩短列车停站时间。 通道、升降设备和售检票设备等设施的通过能力 客流量； 设备的通过能力。,6 城市轨道交通系统运输能力, 候车时间 站台候车时间的长短与行车间隔有关。 在行车间隔为25min的高密度行车情况下，站台候车时间的理论平均值可等于行车间隔时间的二分之一。 换乘时间 乘客换乘时间主要是由于乘客在不同线路站台间的换乘引起的。走行时间的长短与两个站台间的水平和垂直距离有关，取决于换乘站建筑空间布局的紧凑程度和规划设计的合理性。,6 城市轨道交通系统运输能力,二、 提高出行速度的途径与措施1、减少乘客从出行始、终点至车站的时间 增加城市轨道交通网的密度； 合理规划车站周围地区的土地使用； 优化接运交通的设计。,6 城市轨道交通系统运输能力,2、减少乘坐城市轨道交通列车时间即提高城市轨道交通运行速度（1）减少加减速时间 减少加减速时间是指减少列车在加速距离或制动距离内的运行时间，但有时也指减少列车起停车附加时间。 减少加减速时间的措施主要有： 改善车辆的加速与制动性能； 合理设计地下车站线路段的纵断面。,6 城市轨道交通系统运输能力,（2）减少列车运行时间 减少列车运行时间的措施主要有： 提高车辆构造速度； 采用列车运行自动控制系统； 提高列车的制动能力； 适当延长站间距。,6 城市轨道交通系统运输能力,（3）减少列车停站时间 从列车一次停站而言，列车停站时间取决于高峰小时车站的上下车乘客数和平均上下一位乘客所需时间等。 从列车的一次单程运行而言，列车总停站时间还与站间距和列车运行方案等因素有关。,6 城市轨道交通系统运输能力,减少列车停站时间的措施主要有： 增加车辆的车门数及车门宽度； 采用高站台或低地板车辆； 组织乘客均匀分布候车； 适当延长站间距； 采用跨站停车和分段停车等列车运行方案。,6 城市轨道交通系统运输能力,3、减少乘客进出车站及候车、换乘时间 乘客在城市轨道交通车站内消耗时间的长短与车站设计的合理性和行车密度等因素有关。 减少乘客进出车站及候车、换乘时间的措施： 尽可能采用浅埋深车站或地面车站； 保证通道、升降设备和售检票设备等设施的通过能力； 适当增加行车密度； 优化换乘站的设计。,6 城市轨道交通系统运输能力,1、某一城市轨道交通轨1号线部分运营资料如下：列车从经过前一通过信号机或闭塞分区分界点时起至开始制动时的运行时间t运为100s；列车从开始制动时起至在站内停车时止的常用制动时间t制为10s；列车运行图规定的列车停站时间t站为30s；列车从在车站起动加速时起至出清车站闭塞分区时止的时间t加为10s；且列车采用尽端式折返，折返列车出发间隔时间t发为3分钟。且车辆段设备和供电设备对其能力不造成限制，试分析其通过能力。,6 城市轨道交通运输能力,先求其线路通过能力。 t间= 10+10+100+30=150s =3600/150=24对/h再求其折返设备通过能力 =3600/3*60=20对/h 通过能力的最终确定：因折返设备通过能力较小，限制了整个系统的通过能力，所以系统最终通过能力为20对/h。,6 城市轨道交通运输能力,2、若编组数为6辆，定员数为310人，运输能力为多少？ =20*6*310=37200人,3、通过能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和（ ）条件下，轨道交通系统线路的各项固定设备在单位时间内（通常是高峰小时）所能通过的列车数。A 一定的列车定员数 B 线路区间 C 行车组织方法 D 供电方法4、地铁、轻轨的通过能力主要受下列固定设备的影响：线路、（ ）车辆段设备、供电设备。A 列车折返设备 B 区间 C 车站 D 整备设备,5、输送能力是运输能力的最终体现，它反映了在（ ） 一定的前提下，线路所能运送的乘客人数。A 开行列车数 B 总客流量 C 线路客流量 D 车辆类型6、输送能力在线路通过能力一定的条件下，其大小主要决定于（ ）和车辆定员数。A 车辆宽度 B 列车编组辆数 C 车辆载重 D 列车牵引力,3.某轨道交通3号线运营数据得出，其通过能力为每小时25列；据预测其高峰小时单向最大断面客流量为39000人，实际高峰小时开行的列车数量为25列，其使用车型车辆定员数为280人。列车平均满载率为90%，计算其输送能力？,（1）通过能力n为20对/h；（2）确定列车编组辆数：mPmax/n高峰P车=39000/25*280=6辆 （3）确定车辆定员人数：实际车辆载客人数平均为：280*90%=252人（4）最终计算输送能力：PnmaxmP车 =25*6*252=37800人,