大型地铁车辆段发车能力测算方法及应用研究.doc

1、大型地铁车辆段发车能力测算方法及应用研究摘要：随着各城市地铁规模的增大，新建成大型车辆段数量逐年增多，其线路布置复杂，股道多，且运营中早高峰出厂列车数量多，时间集中，使得车辆段发车能力成为制约早高峰出厂列车行车效率的主要因素。本文以广州地铁嘉禾车辆段为研究对象，据该车辆段线路布置和发车方式，结合铁路通过能力的概念实地测算车辆段发车作业关键环节的时间花费，提出了衡量一个车辆段发车能力的计算方法，可为编制运营时刻表提供发车时间间隔参数。 关键词：发车能力；运行时间 Abstract : With the increasing of the scale of the city subway, the

2、 newly built large vehicle number increased year by year, the line layout complex, track, and the operation of the early peak factory train number, time, makes the vehicle start ability to become a major constraining factor in the early peak traffic efficiency. In this paper, taking Guangzhou subway

3、 Jiahe vehicle as the research object, according to the vehicle line layout and departure, combined with the railway through the concept of competence field measuring vehicle departure operation key time, puts forward the calculation method of measuring a vehicle departure capacity, can provide depa

4、rture time interval parameter for the preparation of operating time. Key words: grid; running time 中图分类号：U231+.2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 大型复合车辆段发车方式简介 1.1 广州地铁嘉禾车厂发车方式简述 大型符合地铁车辆段往往承担两条以上线路列车的发车任务，线路复杂，占地面积大。本文选取对象为广州地铁嘉禾车辆段，属于顺向尽端式车厂。每天承担着两条繁忙线路的接发车任务。车厂共有联系二号线和三号线的 4 条出入车厂线。车厂与二号线、三号线正线以该线路

5、出、入厂信号机为界限，列车越过出入厂信号机即离开车厂进入正线管辖区，使用正线采用的信号系统采用自动驾驶。该列车从运营组织上属于正线OCC 管辖。 通常车厂信号系统采用微机联锁系统可办理列车进出车厂，乘务值班员负责办理接发列车。早晚接发车时，值班员按照“运营时刻表”时间要求组织客车出入车厂1。办理列车出车厂作业时，靠近出厂方向的线路（停车线 A）段应空闲，办理停放在靠近出非厂方向的线路（停车线B）段的列车出车厂作业时，应按调车方式移至 A 段办理发车作业。本线列车只能经由本线出入段线出入车厂。 发车时，当列车由运用库运行至越过本线路出厂信号机进入转换轨区域即完成出厂，本线路可排列下一班次列车进路

6、，准备出厂。 图 1 嘉禾车辆段线路图（图片来源：广州地铁设计院） 1.2 大型复合车辆段发车能力限制因素分析 1、两条线路共用的车辆段，占地面积大，列车出厂时候走形距离长。单部列车出厂时在其运行进路上花费时间多。 2、线路布置复杂，股道多，值班员排路操作时间较长。 3、线路功能各异，小曲线半径多，各股道速度限制不同。检修库根据实际情况限速，从该股道发车的列车运行时间长。 早上列车出厂高峰期间，值班员需同时办理两条线数个出厂方向的平行发车作业，微机操作密度高，信号楼与司机联控的密度大，容易发生干扰，一定程度上造成了影响进路排列作业的效率。 2 大型复合车辆段发车能力测算方法 2.1 大型复合车

7、辆段发车能力研究方法 本文所提出的车辆段发车能力类似铁路的通过能力，而铁路通过能力是指在一定类型的机车车辆和一定的行车组织方法条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内所能通过的最多列车数或对数1。本文提出的发车能力是指列车在出厂时段，单位时间内车辆段能够满足的发往正线列车的数量，即通过出厂线进入正线列车的数量。单位为（列/小时） 。 作者通过分别测算出二号线和三号线两个运用库及其各自运用库及其检修库的发车能力来说明嘉禾车厂的总发车能力。 而本文研究的发车能力的衡量参数为：高峰期列车出厂时，平均每部列车出厂所花费时间和每小时辆段能够发出正线的列车数量。 该方法需要测算出一列电客车在嘉禾车厂出

8、厂时限制其发车能力关键因素的总时间，即从司机报整备作业完毕开始到该部列车在转换轨停稳的平均作业时间2（假设列车进入转换轨即正常进入正线归行调管理，信号楼可排列下一部列车的进路） 。 根据本线路时刻表出厂时段列车出厂安排，两个运用库或两个检修库需要出厂所有列车出厂时间的总和就是两个车厂运用库及检修库各自列车出厂作业理论总时间。 车辆段出厂发车能力为：单方向出厂线路列车总数量除以其运用库出厂总时间加检修库列车出厂总时间。得出的数据换算为以列/小时。双方向出厂线路通过能力计算方法同理，但计算总时间时要考虑到两条出厂线路同时发车的平行作业形式。 车辆段出厂发车时间间隔：某线路发车总时间除以该时间段出发

9、的列车总数量。 在测算出两条线发车通过能力后，在一个时间段内两者之和即为嘉禾车厂发车能力。 2.2 大型复合车辆段发车能力研究案例所需数据 以下表格以二号线运用库为例分别记录了早高峰车厂发车时段车辆段内运用库内列车发车关键作业的时间花费，时间起点为列车内司机在运用库内向信号楼值班员报告整备作业完毕，直到列车到达转换轨挺稳收到正线自动驾驶信号，信号楼可以向该进路排列下一步列车的出厂进路为止。 作者通过实地测量三次，得出列车出厂各项作业每次用时（i=1,2,3） 。 设出厂作业信号楼排路作业总时间为 设出厂作业司机行车作业总时间为 某方向线路一部列车出厂作业时间花费为信号楼排列进路时间花费和列车运

10、行时间总和 表 1 广州地铁二号线二号运用库发车作业时间记录（数据来源：笔者统计） 据表 1 计算出的一列车出库时间 T,可以通过以下公式得出从该库出发列车的累计时间。 1 二号线检修库发车累计时间计算公式为 2 二号线运用库发车累计时间计算公式为 3 三号线检修库发车累计时间计算公式为 4 三号线运用库发车累计时间计算公式为 表 2 二号线和三号线各车库发车累计时间 表 2 说明：由于车场内两条线路发车速度不相同，且每条线路列车从检修股道发车和从运用库发车所用时间不同（检修股道因为限速，发车速度慢） ，因此必须按照表 1 对运用库内出厂列车时间的记录方法记录三号线线路运用库及两条线路检修股道

11、列车的发车时间。然后根据运作命令规定各线路相应出库列车数量计算出该库出厂列车总时间。 计算公式中的 n 为该线路发车库出发列车数量 t(司检)检修股道司机出厂运行时间。 t(信检)检修股道信号楼准备进路时间。 t(司运)运用库股道司机出厂运行时间。 t(信运)运用库股道信号楼准备进路时间。 2.3 大型复合车辆段发车能力计算方法 首先计算二号线列车单方向出厂的发车能力。 设嘉禾车厂二号线出厂列车共有 E 部从一条出厂线出厂，出厂列车中有 m 部车要由检修股道出厂，速度低于运用库发车(E=m+n)。其余 n 部都由运用库出厂。 （2 检）表示二号线检修库， （2 运）代表二号线运用库。则理论上最

12、慢的发车的总时间为： 二号线列车出厂最长时间间隔（S/部） 则嘉禾车厂二号线客车发车能力下限为：（部/小时） 设嘉禾车厂二号线出厂列车共有 E 部，所有车都由运用库出厂,检修库不出车。且运用库 B 段列车在报整备作业前已经调至 A 段，那么理论不间断发车较快的总时间为： 二号线列车出厂最短时间间隔（S/部） 嘉禾车厂二号线客车发车是通过能力上限为：（部/小时） 再计算三号线列车双线双方向出厂的发车能力 同理三号线早上按计划发车 S 部，但由于三号线出厂为两个方向，即上行下行同时发车的平行作业形式，因此在两部列车同时出厂时发车效率较单线出厂高一倍，设按照时刻表要求能够从运用库同时排列出厂进路的三

13、号线列车数量为 d,未同时排列进路的列车数量为 c,从检修股道发出的列车数量为 b，S=b+c+d。 （3 检）表示三号线检修库， （3 运）代表三号线运用库。三号线所有列车出厂总时间计算公式为： 根据实际情况，将 bcd 三项赋予实际值可得出 三号线出厂最长时间间隔（S/部） 三号线出厂最短时间间隔（S/部） 车厂内三号线列车发车能力下限为 （部/小时） 三号线客车发车能力上限为 （部/小时） 车辆段最大发车能力为：（单位：部/小时） 车辆段发车时因检修库速度限制下的通过能力为：（单位：部/小时）3 大型车辆段发车能力数据应用 3.1 嘉禾车厂发车能力数据分析及应用探讨 由于二号线和三北线会

14、存在同步发车的情况，然而信号楼前后台各一名乘务值班员，排列进路及通知司机动车无法同时进行，因此，两条线同时发车会造成后发列车的发车时间有所增加。从测量时间可以看出，信号排列好进路到通知司机动车平均时间约 K=50 秒，在发车时，若不计算此时间且发车在无干扰的理想作业环境情况下进行 二号线列车理论出厂发车时间间隔为 至 (S) 三北线列车理论出厂频率为 至(S) 嘉禾车辆段发车时客车通过能力为： 每小时部至每小时(部) 据以上方法计算出发车时间间隔可编制运营时刻表中出厂时间段发车间隔。据此数据也可判断车辆段发车时刻表是否合理，是否容易造成晚点。 若某线路在试运营初期或调整时刻表后频繁发生列车出厂

15、晚点，可按根据计算出较长的的发车间隔与时刻表二号线三号线发车间隔，比较，判断时刻表发车间隔是否合理。 若： 或 单次列车将无法满足本线时刻表发车间隔，每一条线仅仅单部车就会有约秒延误时间。需要调整时刻表。 并且，若二号线和三号线同步发车，值班员先后通知两列车司机动车，从测量时间可以看出，信号排列好进路到通知司机动车平均时间约50 秒，如先发二号线列车再发三号线，后发列车将会出现 50 秒的延误。因此在编制时刻表时发车间隔时，需要留出时间余量减少列车出厂时发生晚点概率。 此外由于三号线客车利用两条股道分两个方向出厂，其出厂通过能远大于二号线。车辆段的出厂通过能力的瓶颈是由二号线列车单方向出厂效率低造成的。要提高车辆段发车能力尽量在新线车辆段设计时应考虑到采用双线双方向发车的作业形式。 参考文献: 姚洪川.铁路通过能力与输送能力的确定方法 J.中国铁路,2006,(10):1-2. 王帆.铁路通过能力与输送能力的确定方法 Z,2011,:1-2.